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一种基于VCSEL的超高速光纤光栅传感系统及其方法技术方案

技术编号:8021260 阅读:223 留言:0更新日期:2012-11-29 03:35
本发明专利技术公开了一种基于VCSEL的超高速光纤光栅传感系统,包括VCSEL激光光源、传感探头和光电转换模块,传感探头包括倾斜光纤光栅和包层-纤芯能量再耦合结构,光电转换模块包括振动信息解调和衰减基准获取两部分,外部数据处理装置给出系统归一化输出。实现方法为:VCSEL激光光源输出高速周期调制激光至光纤耦合器,其中一路光信号通过衰减器、光电转换后得到基准电信号;另一路光信号进入光纤探头,得到包含环境振动信息的反射光信号,经光电转换后得到振动电信号;将振动电信号除以基准电信号得到传感系统归一化输出。本发明专利技术可实现超高速(高于MHz)、高灵敏度(优于15dB)振动传感,系统集成度高、成本低(无需滤波),归一化输出消除温变影响,稳定度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超高速传感技术研究领域,特别涉及一种基于VCSEL (VerticalCavity Surface Emitting Laser,垂直腔面发射激光器)的超高速光纤光栅传感系统。
技术介绍
超高速传感技术在地震波检测(地质勘探、石油工业等)、瞬态形变和冲击波分析(机车交通安全、军事武器测试等)等领域具有极其重要的应用需求。光纤传感技术,以其体积小、灵敏度高、抗电磁干扰、重量轻、适合远程监控等特点,在超高速传感领域得到越来越广泛的应用。由于光纤光栅与光纤之间天然的兼容性,很容易将多个光纤光栅串联在一根光纤 上构成光纤光栅阵列,实现准分布式传感,加之本身传感信号为波长调制,测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗不受光源功率波动和系统损耗影响的特点,因此光纤光栅在传感领域的应用引起了世界各国有关学者的广泛关注和极大兴趣。现有的光纤光栅传感系统通常基于波长解调,解调方法种类繁多,但总体而言其解调速度慢且系统昂贵,不适合广泛推广,特别是高速传感应用。与此同时,传感系统中通常使用宽带光源,其优点在于可在几十纳米的范围内提供宽带平滑的光谱输出,但其平均输出能量较低,直接影响了随后传感器解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于VCSEL的超高速光纤光栅传感系统,其特征在于,包括VCSEL激光光源、传感探头和光电转换模块,所述VCSEL激光光源、传感探头和光电转换模块三者通过光纤环形器或耦合器连接;所述VCSEL激光光源由电流驱动装置驱动;所述传感探头包括支承构件、外壳、聚合物弹性管、光纤探头和光纤导线,所述光纤探头包括倾斜光纤光栅和包层?纤芯能量再耦合结构,所述聚合物弹性管外侧由外壳保护,聚合物弹性管一端固定于支承构件上,另一端悬空感测振动,光纤探头封装在聚合物弹性管内,并通过光纤导线与光纤环形器或耦合器相连;所述光电转换模块分为两部分,第一部分包括第一光电探测器,用于将包含环境振动信息的反射光信号转换为振...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:郭团关柏鸥杜发尚立斌刘甫
申请(专利权)人:暨南大学
类型:发明
国别省市:

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