南京大学光通信工程研究中心, 江苏 南京 210093
应用分组测量和边沿滤波实现了大容量光纤布拉格光栅(FBG)快速传感系统的设计。在传统的时分复用光纤光栅传感系统中对传感光栅按位置进行分组，然后按组分别进行测量，避免了单次测量中探测器动态范围的限制，对其进行重复利用，延长了系统的测量距离；同时利用边沿滤波法实现了快速的波长解调，能够在一次测量中解调出该分组所有光栅的波长信号，大幅加快了系统的测量速度，有利于实现更高的扫描频率。实验结果表明，本系统在温度传感测试中获得了0.9913的解调线性度，误差在1.36 ℃以内。
光纤光学 光纤光栅传感 分组测量 边沿滤波 时分复用 中国激光
2016, 43(10): 1010003
1 厦门大学信息科学与技术学院光波技术研究所, 福建 厦门 361005
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
提出了一种新型的基于非均匀光纤布拉格光栅（FBG）精细谱和边沿解调的应变灵敏度增强型传感器。理论研究了在轴向非均匀应变情况下普通FBG的传输谱以及基于传输谱精细结构的应变响应特性。仿真结果表明，将均匀应变转为非均匀应变的新型传感器对应变的灵敏度为普通FBG的4.6倍。在实验上设计制作了这种可将被测物体的均匀应变转换为FBG的非均匀应变以提高应变灵敏度的传感器结构。实验测量结果证明了理论分析的可行性。这种传感器在采用窄线宽激光器的FBG边沿解调方案中具有提高动态应变响应灵敏度以及增大应变测量范围的作用，同时，由于其长度可小型化，在检测高频动态应变信号方面也有较大的应用前景。
传感器 光纤布拉格光栅 传输谱 非均匀应变 边沿滤波解调 动态应变测量
1 西安石油大学 光电油气测井与检测教育部重点实验室,陕西 西安 710065
2 西北大学,陕西 西安 710069
利用光纤超荧光光源在1530 nm附近具有较好的线性边带做边沿滤波器进行滤波解调,并对边沿滤波和光源的工作原理进行了深入分析。由于光源波长检测灵敏度对系统解调灵敏度起决定作用,所以系统光源采用了双程后向结构,在线性边带的下降沿2.5 nm范围内功率随波长变化的灵敏度为-14.7 μW/nm,线性拟合度达到了0.9995。系统采用全光结构,提高了解调速度。通过对地震检波的模拟测量,解调检测波长灵敏度可达-1.27 pm/mV,应变分辨力为1.06 με。实验表明,该解调系统具有操作简单、灵敏度高、稳定性好、性价比高且反应速度快,可以实现对地震信号的实时检测。
光纤光学 地震检波解调 边沿滤波 光纤光源
利用啁啾光纤光栅结合长周期光纤光栅边沿线性滤波技术,提出了一种新颖的光纤光栅传感解调方法,并实现了在传感波长变化5 nm范围内的波长解调.采用了全光纤结构,无需机械部件调谐,可大大提高光纤传感系统的解调速度及稳定性.
传感解调 啁啾光栅 边沿滤波
光纤光栅作为一种新型的传感器件,有着巨大的应用价值。利用长周期光纤光栅的滤波特性,提出了一种可应用于光纤光栅传感解调的新方法。即利用长周期光纤光栅作为边沿滤波器的基本器件,可完成一路或者多路光纤光栅的传感波长解调。该解调方案基于光强度测量,适用于动态和静态测量。而且由于采用全光结构设计,无须机械部件调谐,因此,可大大提高解调速度。具有系统反映迅速,性能价格比高等优点。经实验,实现了在5 nm范围内的波长线性解调。测量波长分辨极限为0.002 nm,解调速度数十kHz。
导波与纤维光学 边沿滤波 线性解调 长周期光纤光栅 波长解码
中国科学技术大学电子工程与信息科学系光纤实验室, 安徽 合肥 230027
提出了一种利用全光纤非平衡Mach-Zehnder干涉仪作为边缘滤波器进行光纤布拉格光栅(FBG)波长移位检测的方案。这种边沿滤波器具有梳状的滤波特性,且其两输出臂滤波特性互补。利用其一对滤波边沿,可以将被测光栅的波长信息转化为功率信息进行检测。在制作时,通过适当改变干涉臂长差可方便地调整测量范围和检测分辨率,具有较大的灵活性。以两种不同的比较运算的方法消除系统功率起伏对测量结果的影响,都得到了较好的结果。采用该检测方案进行了光纤布拉格光栅温度传感实验,得到了±10 pm的波长测量精度。
光电子学 光纤光栅传感 全光纤Mach-Zehnder干涉仪 边沿滤波器
