The invention belongs to the field of optical fiber sensing technology. A grating detection device based on optical fiber ring cavity ring-down is proposed, which includes a FPGA controller, a DFB laser, a laser driver, a shaping filter module, a polarization controller, an electro-optic modulator, an Erbium-doped fiber amplifier, an optical fiber ring-down cavity, a photoelectric detector, a signal amplifier and an AD conversion circuit. Optical control module and pulse signal generation module, output terminal of laser control module is connected with laser driver, pulse signal generation module is connected with electro-optic modulator through shaping filter module. The optical signal emitted by DFB laser is detected by photoelectric detector after polarization controller, electro-optic modulator, erbium-doped fiber amplifier and fiber ring ring ring ring-down cavity, and output by photoelectric detector. After signal amplifier and AD conversion circuit, the electrical signal is input to the FPGA controller to calculate the external strain P. The invention has high integration degree and good flexibility, and can be widely used in the field of optical fiber sensors.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤环形腔衰荡的光栅检测装置
本专利技术属于光纤传感
，具体涉及一种基于光纤环形腔衰荡的光栅检测装置。
技术介绍
过去30年中，光纤环形腔衰荡光谱（FiberLoopDownSpectroscopy，FLRDS）技术在化学、环境、食品安全和医疗应用等领域已取得了巨大进步和成功的应用。21世纪初，Stewart等首次提出了FLRDS技术。FLRDS是一种新颖而优越的灵敏吸收光谱技术，其使用光纤环路而不是高反射镜作为谐振腔，不仅具有一般光纤传感器的优点，而且具有独特的优势，如快速检测、实时响应、免受光源功率波动影响、减少对超高反射镜的依赖等。由于其在光纤传感领域的巨大潜力，FLRDS技术已被广泛应用于痕量物质、浓度、磁场、压力、应变、温度和偏振等物理量的测量。实际设计的FLRDS系统中，光纤作为传感元件，本身存在一定的损耗，并且对待测物理量的感应不够好，会增大衰荡时间，对实验结果造成影响。因此，装置中的光纤损耗是制约FLRDS应用的重要因素。目前的光纤衰荡腔系统中，尚未提出对总光纤损耗的减小提出有效的解决办法。而且，在FLRDS系统中，对数据的采集和对系...
【技术保护点】
1.一种基于光纤环形腔衰荡的光栅检测装置，其特征在于，包括FPGA控制器，DFB激光器、激光驱动源、整形滤波模块、偏振控制器、电光调制器、掺铒光纤放大器、光纤环形衰荡腔、光电探测器、信号放大器和AD转换电路；所述FPGA控制器内设置有激光控制模块和脉冲信号发生模块，其中，所述激光控制模块的输出端与所述激光驱动源的控制端连接，用于控制所述激光驱动源，使其输出恒流信号，对DFB激光器进行激励，使其发出连续光信号，该连续光信号经偏振控制器后，进入所述电光调制器；所述脉冲信号发生模块的输出端通过所述整形滤波模块与所述电光调制器的控制端连接，用于输出PWM脉冲信号，所述PWM脉冲信号...
【技术特征摘要】
1.一种基于光纤环形腔衰荡的光栅检测装置，其特征在于，包括FPGA控制器，DFB激光器、激光驱动源、整形滤波模块、偏振控制器、电光调制器、掺铒光纤放大器、光纤环形衰荡腔、光电探测器、信号放大器和AD转换电路；所述FPGA控制器内设置有激光控制模块和脉冲信号发生模块，其中，所述激光控制模块的输出端与所述激光驱动源的控制端连接，用于控制所述激光驱动源，使其输出恒流信号，对DFB激光器进行激励，使其发出连续光信号，该连续光信号经偏振控制器后，进入所述电光调制器；所述脉冲信号发生模块的输出端通过所述整形滤波模块与所述电光调制器的控制端连接，用于输出PWM脉冲信号，所述PWM脉冲信号经所述整形滤波模块后输出给电光调制器，进而对进入所述电光调制器的连续光进行调制，经电光调制器调制形成的脉冲光经所述掺铒光纤放大器进行功率放大后，入射到所述光纤环形衰荡腔中进行往返衰荡，从所述光纤环形衰荡腔出射的脉冲光信号被所述光电探测器探测，所述光电探测器输出的电信号经所述信号放大器、AD转换电路后，输入到所述FPGA控制器，所述FPGA控制器用于根据所述光电探测器的探测信号，计算出所述光纤环形衰荡腔上的外界应变P。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤环形腔衰荡的光栅检测装置，其特征在于，所述光纤环形衰荡腔包括第一光纤耦合器，第二光纤耦合器、单模光纤SMF、光纤布拉格光栅和光隔离器，所述第一光纤耦合器和第二光纤耦合器均为分光比为10:90的1×2光纤耦合器，所述第一光纤耦合器的10%端口为所述光纤环形衰荡腔的输入端，所述第二光纤耦合器的10%端口为所述光纤环形衰荡腔的输出端，所述第一光纤耦...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，崔丽琴，程鹏，邓霄，林洪太，潘丽鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14
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