一种基于相位到强度调制转换原理的精确传感方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相位到强度调制转换原理的精确传感方法激光光源输出的连续信号光经过相位调制器后各边带和载波相互拍频，且每个拍频信号总是存在一个与之等大反相的信号，光学谐振滤波器作为鉴频器，光载波、上边带、下边带经过谐振滤波器后相位发生变化，信号载波和边带都产生了一个相位延迟，从而打破了相位之间的平衡状态，使拍频信号可以被探测器探测到。当滤波器的中心波长随环境漂移，光载波对应相位响应曲线不同的位置，相位延迟量不同从而探测得到的频谱功率不同，通过不同幅度的频谱输出解调出中心反射波长实现环境参量监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位到强度调制转换原理的精确传感方法
本专利技术涉及微波光子学及光纤传感
，具体的说，是一种基于相位到强度调制转换原理的精确传感方法。
技术介绍
随着光电子器件以及微波通信技术的快速发展，形成了光学和电学的交叉学科，即微波光子学。微波光子技术具有带宽高、重量轻、抗电磁干扰以及损耗低等优点，对微波信号的发生、传输和处理等方面都有很大的优势，并且被广泛应用于通信、军事等方面。其中，使用铌酸锂晶体作为调制器主要构造的相位调制器迅速发展，无论是使用长距离色散光纤，还是光纤光栅，系统传输的过程都将存在相位调制到强度调制(PM-IM)转换的响应。基于相位调制器调制的信号与强度调制器的信号相比较，在偏置漂移上，相位调制器不需要偏置电流，因此不存在漂移。并且这一过程中PM-IM转换同样实现了带通滤波的频率响应。作为一种新型的光纤无源器件，近年来以光纤光栅为主的光学谐振滤波器的研究受到广泛关注。目前，结合现在的技术，光纤光栅传感器可以对这些物理量进行精确测量：温度、应变、位移、压力、扭角、压强、加速度磁场、电场、频率、热膨胀系数等。通常，外界的温度、应变和压力等变化直接影响谐振滤波器反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相位到强度调制转换原理的精确传感方法，其特征在于：该方法步骤如下：(1)基于本专利技术传感方法的传感系统所用光源(1)是一台带有输出尾纤的DFB激光器，其输出光经过相位调制器(2)的光学端口，再从另一个光学输出端输出。微波信号源(3)作为相位调制器(2)的信号源，输出函数信号，与相位调制器(2)的电学射频口相连接，对通过相位调制器(2)的光进行相位调制，产生载波边带。被调制后的光从相位调制器(2)输出进入光纤环形器(4)，被具有反射作用的谐振滤波器(5)反射一部分光，反射光由窄带光构成，窄带光的中心波长对应于传感谐振滤波器(5)的中心波长λc。反射光依次经环形器(4)的b端口、c端...

【技术特征摘要】
1.一种基于相位到强度调制转换原理的精确传感方法，其特征在于：该方法步骤如下：(1)基于本发明传感方法的传感系统所用光源(1)是一台带有输出尾纤的DFB激光器，其输出光经过相位调制器(2)的光学端口，再从另一个光学输出端输出。微波信号源(3)作为相位调制器(2)的信号源，输出函数信号，与相位调制器(2)的电学射频口相连接，对通过相位调制器(2)的光进行相位调制，产生载波边带。被调制后的光从相位调制器(2)输出进入光纤环形器(4)，被具有反射作用的谐振滤波器(5)反射一部分光，反射光由窄带光构成，窄带光的中心波长对应于传感谐振滤波器(5)的中心波长λc。反射光依次经环形器(4)的b端口、c端口入射到光电探测器(6)，转换成模拟电信号进入高速模数转换器(7)，被探测到的模拟信号转换为数字信号以便最后作数据处理。数据分析处理模块(8)对数字信号进行FFT变换，得到输出频谱。(2)从光源(1)发出的激光经过相位调制器(2)后的光载波的归一化电场可以写为式中ω0为光载波的角频率；为调制信号引起光载波的相位变化，βPM为相位调制系数，定义为施加单位电压引起光载波的相位变化；f(t)为电调制信号。相位调制后光信号的各边带和载波相互拍频，且每个拍频信号总是存在一个与之等大反相的信号，光载波、上边带、下边带经过滤波器后相位发生变化，相位调制后的信号载波和边带都产生了一个相位延迟，从而打破了相位之间的平衡状态，拍频信号可以被探测器探测到。通过打破载波和边带之间的幅度平衡来实现相位调制到强度调制转换式中A和B表示边带幅度的增益且A≠B。在功率变化幅度较小的温度区间，此时谐振滤波器反射谱的强度响应较为平坦...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂林，朱雨霜，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：上海,31