光纤光栅线阵探测器解调系统信号失真分析

提出了一种基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅解调系统。级联长周期光纤光栅作为边沿滤波器,利用它的一个线性区监测单个光纤布拉格光栅传感信号。该系统具有结构简单、价格低等优点,但易受光源抖动及系统其他不稳定因素等带来的系统噪声的影响。为消除系统噪声带来的不利影响,对该系统进行了改进。改进系统利用级联长周期光纤光栅的两个线性区同时监测两个光纤布拉格光栅传感信号。分别用原系统及其改进系统对温度进行监测,实验的温度测量范围为-70～-115°c。原系统的灵敏度为0.49mv/°c,温度分辨率为0.5°c;改进系统的灵敏度为0.86mv/°c,温度分辨率为0.3°c。实验结果表明改进系统能有效消除系统噪声,提高系统的精度。

光纤光栅传感器实时解调系统

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。

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℃。

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

基于FPGA的多通道高速光纤光栅解调系统

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

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光纤光栅感温探测系统

光纤光栅传感器光纤光栅传感器

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、

第!"卷第!期武汉理工大学学报#信息与管理工程版$%&’!"(%’! !))*年!月+,-.(/0,12-345(1,.6/35,(76/(/8969(39(85(99.5(8:1;?))@a?bbc4!))*:)!a))?@a)b 收稿日期>!))da)ea)@’ 作者简介>肖纯4?e@)a:f女f湖南娄底人f武汉理工大学自动

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。

提出了一种由单个光纤光栅和一个光纤方向耦合器组成的新型全光纤反射器,推导出了当光栅为均匀bragg光栅、器件任意端口输入时,任何一端口的输出解析式。分析表明器件具有法布里-珀罗腔干涉仪的特点,耦合器的耦合比系数类似于法布里-珀罗腔的反射率,耦合比系数越大,输出光谱半高全宽度(fwhm)越窄,消光比越好。当耦合比系数大于0.8时,fwhm可以窄到0.02nm,消光比大于0.9。如果光栅是“强”耦合,器件具有均匀分布的多通道梳状输出特性;光栅为“弱”耦合时,则能实现fwhm小于0.02nm的单频输出。器件只需单个光栅,克服了制作两个完全相同光栅的困难。

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(

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。

为了精确、稳定地获得粮仓内大范围的温度分布,设计了光纤布拉格光栅测温系统。系统通过光纤网络对粮仓内进行大范围温度检测,利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系,根据光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。其中每个光栅的工作波长相互分开,经3db的耦合器反射后,再用波长探测解调系统对多个光栅的线性频移进行测量,即可检测出仓内各处的温度。实验采用fbg封装的光纤、lpt-101型光源、放大处理电路等设备获得采集得到的温度信息。通过origin软件画出了被测温度与波长频移的关系图,同时与传统的测量方法k型热电偶的测量数据进行比较。实验结果显示,光纤布拉格光栅测得温度与标准温度更接近,且抗干扰能力更强,满足粮仓内大范围温度监测的要求。

文章介绍油罐区设置光纤光栅感温火灾探测器必要性,光纤光栅感温火灾探测器的系统组成和技术要求,明确光纤光栅感温探测器在储罐上安装方法和设置原则,光纤光栅感温探测器能及时安全可靠的对油罐火灾进行监测和火灾报警。

光纤光栅位移传感器

针对缆索局部埋植传感器测试索力的特殊要求,特制光纤光栅应变传感器,传感器封装保证光纤光栅植入缆索的成活率,减敏结构设计保证缆索索力测试的大应力监测要求。针对应变传感器与钢丝的2种连接方式,即传统的结构胶连接和特制的抱箍机械连接方式进行了张拉性能测试。由标定的传感器力敏系数可知,在钢丝产生5000×10-6的应变变化下,光纤光栅实际中心波长变化不超过2900pm,达到了减敏效果,传感器可以满足大索力长期测试要求。