【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学
,特别涉及一种。
技术介绍
光纤布拉格光栅(FBG)是国际上新兴的ー种在光纤通讯、光纤传感等光电子处理领域有着广泛应用前景的基础性光纤器件。当前FBG的制作与应用研究成为世界各国光纤技术研究的热点和重点。作为传感元件,光纤光栅将被感测信息转化为其反射波长的移动,即波长编码,因而不受光源功率波动和系统损耗的影响。另外,光纤光栅具有可靠性好、抗电磁干扰、抗腐蚀等特点,易于将多个光纤光栅串联在一根光纤上构成光纤光栅阵列,实现 分布式传感,这是其他传感元件所不及的。光纤布拉格光栅(FBG)传感器的工作原理如图I所不,包括如下FBG的周期较小(光栅周期),其基本特性表现为ー个反射式的光学滤波器,反射谱宽200 300pm,布拉格反射波长。当FBG所处环境的温度、应力、应变或其它物理量发生变化时,光栅周期或纤芯折射率将发生变化,从而使反射光的波长发生变化。通过测量反射光波长的变化,就可以获得待测物理量的变化情况。此外,利用磁场诱导的左右旋极化波的折射率变化不同,可实现对磁场的直接測量;通过在光栅上涂敷压电材料等特殊功能材料,还可实现对电场等物理量的间接测量。FBG传感器的关键就在于精确的检测反射波长的微小移动,即对波长编码信号进行解调。利用高精度的光谱分析仪可以达到这一目的,但由于其体积庞大,价格昂贵,很难用于实际应用中。目前,光纤光栅大多利用光纤材料的光敏性(峰值位于240nm的紫外区)制成。紫外光通过掺杂光纤时,与纤芯内掺杂离子相互作用而引起折射率的永久性变化,在纤芯中形成相位光栅,其作用相当于ー个透射或反射式的窄带滤波器。光纤光栅的周 ...
【技术保护点】
一种布拉格光栅的解调方法,其特征在于,包括:S1:ASE宽带光源将宽带光输入F?P可调谐滤波器,F?P可调谐滤波器在DSP系统提供的扫描控制周期电压的作用下将所述宽带光转换成为扫频的窄带光,通过电控压电陶瓷改变滤波器中的F?P腔的长度来改变F?P滤波器的导通频带;S2:在调谐控制信号的作用下,F?P滤波器的导通频带扫描整个光栅反射光光谱,根据由PID控制器得到的目前滤波光纤光栅温度,可计算得到所需电流,通过设定电流源电流大小,使滤波光纤光栅温度设定到合适的工作点;S3:系统到稳定在工作点后,计算机通过程序控制数据采集卡对于光纤光栅动态应变传感系统的进行信号测量,系统采用自触发模式,等到有触发信号后,测量应变的动态信号,应变的动态信号计算如下:传感光纤光栅的布拉格波长和应变的关系如下:ϵ=Δλ0.78λ0其中λ0是传感光纤光栅的布拉格波长,ε是应变,Δλ是应变引起的传感光纤光栅的布拉格波长变化;S4:光电探测器将光信号转换成电信号进入DSP处理系统;S5:在光路中加入插值以对波长值进行插值和校准。
【技术特征摘要】
1.一种布拉格光栅的解调方法,其特征在于,包括 51=ASE宽带光源将宽带光输入F-P可调谐滤波器,F-P可调谐滤波器在DSP系统提供的扫描控制周期电压的作用下将所述宽带光转换成为扫频的窄带光,通过电控压电陶瓷改变滤波器中的F-P腔的长度来改变F-P滤波器的导通频带; 52:在调谐控制信号的作用下,F-P滤波器的导通频带扫描整个光栅反射光光谱,根据由PID控制器得到的目前滤波光纤光栅温度,可计算得到所需电流,通过设定电流源电流大小,使滤波光纤光栅温度设定到合适的工作点; 53:系统到稳定在工作点后,计算机通过程序控制数据采集卡对于光纤光栅动态应变传感系统的进行信号測量,系统采用自触发模式,等到有触发信号后,測量应变的动态信号,应变的动态信号计算如下 传感光纤光栅的布拉格波长和应变的关系如下2.如权利要求I所述的布拉格光栅的...
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