USB2.0的高速光纤光栅解调系统的研制

介绍了一种利用光纤f-p滤波器解调的、可同时测量应变及温度两种参数的光纤光栅传感系统。将一个光纤光栅的长度分成相等的两部分,其中一部分的两端固定在一块钢板上,另一部分处于自由状态。根据这两部分光纤光栅对应变及温度的不同感应,实现对应变及温度的同时测量。可利用波分复用技术实现对分布式应变及温度的测量。应变、温度的测量分辨率分别可达1.3με及0.12℃。

研究并实现了一种基于双衍射光栅的光纤布拉格光栅(fbg)传感器解调系统。该解调系统的光路由准直镜、衍射光栅、柱面反射镜和光电探测器等器件组成。通过准直镜后不同波长的平行光束经过衍射光栅后在空间展开,通过柱面反射镜聚焦在光电探测器成像面上。该光路通过采用两块衍射光栅的方法在减小解调系统尺寸的同时提高光学空间分辨力,采用线阵探测器替代扫描机构从而简化系统结构。从理论上分析了光束经过该系统后的空间光强分布,根据光强的高斯分布采用多项式拟合的方法实现了反射光谱峰值定位算法。通过与高精度光谱仪的测量结果对比表明,该解调方法具有较高的波长解调精度和稳定性。

２００６年第２光通信技术 中文核心期刊 光纤光栅传感的解调方法 王向宇，乔学光，李明，贾振安，刘钦朋，李婷 （西安石油大学陕西省光电传感测井重点实验室，西安７１００６５） 专题聚焦 摘要：介绍了光栅传感系统的组成，分析了常用的三 种光源：ｌｄ、ｌｅｄ和掺铒光源的性能。描述了在光栅解 调中常用的滤波法、干涉法、可调谐激光扫描法、啁啾 光栅检测法、光栅色散法等几种信号解调技术并进行 了简要的评述。 关键词：光纤光栅；光源；传感；解调 中图分类号：ｔｎ９２９．１１文献标志码：ａ １引言 光纤传感器是利用光在光纤中传播引起光干涉、 衍射、偏振、反射、损耗等物理特征的变化，进行各种 物理测量的装置和器件。波长调制型的光纤光栅传感 器具有许多独特的优点：抗干扰能力强；传感头结构 简单（尺寸小，易于集成）；利用波分复用技术可形成

光纤光栅的解调技术

针对光纤光栅线阵探测器高速解调中的信号失真及补偿展开研究。首先对线阵探测器信号采集系统进行分析,推导并建立了系统传递函数,然后对解调信号失真的机理进行研究。结果表明,系统传递函数由两部分组成,一部分为与采样相关的系统增益,另一部分为积分环节及充电复位开关引起的频变干扰。需要对光电转换过程进行数字信号补偿,以提高系统的信号分析带宽。

光纤光栅线阵探测器解调系统信号失真分析

第32卷第1期 2006年1月 　　　　　　　　　　　　　　　光学技术 opticaltechnique 　　　　　　　　　　　　　　　 vol.32no.1 jan.　2006 　　文章编号:100221582(2006)0120105203 匹配光纤光栅温度传感解调系统 ξ 张治国,余重秀,罗映祥,王葵如,张民,叶培大 (北京邮电大学电子工程学院光通信与光波技术教育部重点实验室,北京　100876) 摘　要:实验了一种基于一维调节器的光纤光栅静态温度(温度缓变)探测系统。在系统中,一维调节器与步进电 机相连,步进电机由pc(计算机)通过plc(可编程逻辑控制器)进行控制,匹配光纤光栅被固定在一维调节器上用来解 调增敏光纤光栅传感器探测到的温度信号,匹配光栅的bragg周期可通过

光纤光栅传感信号的解调问题

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光纤光栅传感器实时解调系统

第31卷第5期 2009年3月 武汉理工大学学报 journalofwuhanuniversityoftechnology vol.31no.5 mar.2009 doi:10.3963/j.issn.1671-4431.2009.05.030 基于可调窄带光源的光纤光栅解调系统 甘维兵,张翠,祁耀斌 (武汉理工大学光纤传感技术研究中心,武汉430070) 摘要:用宽带光源和自主研制的波长选择器(ipd)构成可调谐窄带光源,对测量光纤光栅(fbgs)阵列和参考fbgr 进行波长扫描,借助光电探测器(pin)和dsp信号处理系统实现复用传感系统的解调。实验证明,该解调方案是有效 可行的,且可获得较高的信噪比和测量精度。 关键词:光纤bragg光栅(

光纤传感、光纤光栅、光纤光栅传感 光纤传感技术由于光纤不仅可以作为光波的传输媒质，而且光波在光纤 中的传播时表征光波的特征参量（振幅、相位、偏振态、波长等）因外界因素 （如温度、压力、磁场、电场、位移等）的作用而间接或直接地发生变化，从 而可将光纤用作传感器元件来探测各种待测量（物理量、化学量和生物量）， 这就是光纤传感器的基本原理。光纤传感技术的分类光纤传感器可以分为传 感型（本征型）和传光型（非本征型）两大类。利用外界因素改变光纤中光的 特征参量，从而对外界因素进行计量和数据传输的，称为传感型光纤传感器， 它具有传感合一的特点，信息的获取和传输都在光纤之中。传光型光纤传感器 是指利用其它敏感元件测得的特征量，由光纤进行数据传输，它的特点是充分 利用现有的传感器，便于推广应用。这两类光纤传感器都可再分成光强调制、 相位调制、偏振态调制和波长调制等几种形式。光纤传感器的特点1、

基于FPGA和锯齿形光谱滤波器的光纤光栅高速解调系统的研究

阐述了光纤光栅传感系统的信号解调技术,光纤光栅传感器的信号解调技术的实际应用提供了理论依据。

分析光纤光栅传感原理,阐述可调光纤f-p滤波器的工作机理和特点,并介绍了基于arm实现光纤布拉格光栅(fbg)传感器的解调系统的硬件结构和软件设计。采用三星公司的s3c44box对经过可调谐f-p腔解调后的波长信息进行采集,并对得到的数据进行处理。实验结果表明系统可以满足一般的工程要求。

根据wdm光纤耦合器波长解调方案的工作原理、偏振特性以及影响系统波长分辨力的因素,提出一种改进的利用wdm光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术。该技术在原技术的基础上,采用偏振控制器控制入射光偏振状态,提高了解调的精度和稳定性。对wdm光纤耦合器的多次波长扫描结果表明,采用偏振控制器后,其波长误差可减小到5pm左右。实验采用1540/1560nm的wdm光纤耦合器对单点光纤光栅应变传感器进行静态解调,结果表明:按此技术开发的解调系统具有0.01nm波长分辨力和10nm的波长线性解调范围。

为了拓宽光纤耦合器的使用范围,开发光纤耦合器的新功能,采用熔锥技术制作波长敏感耦合器,该耦合器在分光的同时对波长敏感。通过耦合理论验证实验结果,实验数据与理论值相符合。实验中得到波长灵敏度最大值为17.86%/nm的耦合器。采用拉锥工艺制作波长敏感耦合器工艺简单,耦合比峰值对应波长控制易于实现。该耦合器可用于光纤光栅布拉格波长漂移解调。令待解调光纤光栅布拉格波长与耦合器波长灵敏度最大值对应的波长一致,当波长发生漂移时,耦合器输出耦合比发生变化。自制的波长敏感耦合器实现了对布拉格波长为1566.71nm光纤光栅波长漂移的解调,波长漂移1.80nm,耦合比变化20.34%。此种解调方式具有光路简单,易于与光纤匹配的优点,可以应用在大型建筑中光纤光栅的健康监测。

为了能够直接测量油浸式变压器的内部温度,设计了绕组电磁线内置光纤光栅传感器,并制作了35kv/4000kw变压器样机,在该样机绕组、铁心、撑条、油顶等处成功布置了14根光纤,共218支光纤光栅传感器。绕组电磁线预埋光纤光栅传感器制作过程中的应力较小,光纤光栅传感器保持了良好的机械强度和测温性能。该样机的绝缘性能试验结果表明,内置光纤光栅传感器对变压器本体绝缘性能无影响;温升试验和长时空载试验验证了内置光纤光栅传感器具有良好的温度传感性能,为变压器内部温度场研究提供了可靠的技术支撑,为变压器的设计验证和寿命周期预测提供了一种新的有效手段。

为了能够切实有效的对于油侵式变压器运行过程中的温度得到准确的测量,本文设计了绕组电磁线内置光纤光栅传感器,该变压器所呈现出的运行安全性得到了切实有效的保障.由于内置光纤光栅传感器本身对于变压器的绝缘性能没有造成任何影响,并且其中所呈现出的温度传感性能也极为优秀,这对于变压器内部温度场变化的研究工作来说,起到了至关重要的作用.本篇文章主要针对内置光纤光栅油侵式变压器的研制进行了全面详细的探讨,以期为我国变压器的应用安全提升作出贡献.

光纤光栅感温探测系统

基于压电陶瓷的光纤光栅传感器的设计。主要方法是利用改变压电陶瓷的相关封装的新结构,再结合光纤光栅而制成的电压传感器。由实验结果得出:在0～160v的电压范围内,中心波长的变化与该传感器两端的电压的改变有很好的线性关系,线性拟合度可达0.99,线性调谐的波长范围约为1.6nm。

铝合金腐蚀是导致航空器性能下降的主要原因之一。铝合金腐蚀初期以点蚀为主,体积几乎不改变,结合铝合金腐蚀的这一特点,设计了基于光纤光栅的薄片型和应力束缚型两种腐蚀监测结构,对铝合金腐蚀进行了实验研究。腐蚀发生前,对光纤光栅施加一定预应力,随着腐蚀的发生应力被逐渐释放,通过测量传感波长的漂移量就可以得到铝合金的腐蚀情况。实验表明,基于光纤光栅的腐蚀监测结构能够真实的反应铝合金的腐蚀情况,并且光纤光栅本身具有体积小、抗电磁干扰、耐腐蚀的特点,非常适合于航空器的铝合金腐蚀监测。