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光纤光栅传感解调研究取得新进展

更新时间  2022-08-29 00:13 阅读
本文摘要:上世纪90年代以来,基于布拉格光栅的光纤传感技术受到科学家们的普遍注目,并展开了大量的研究。虽然目前大规模、较慢且廉价的光栅制作技术及其工艺早已成熟期,可是但是更为便宜的光学调制设备依然容许了其在工业、化工以及建筑物结构检测等一系列最重要领域的广泛应用。 另外,相对于传统光域调制的方法,利用光学滤波器将光栅波长的飘移转化成为功率的变化的调制方法具备廉价、非常简单、响应速度慢等优势。

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上世纪90年代以来,基于布拉格光栅的光纤传感技术受到科学家们的普遍注目,并展开了大量的研究。虽然目前大规模、较慢且廉价的光栅制作技术及其工艺早已成熟期,可是但是更为便宜的光学调制设备依然容许了其在工业、化工以及建筑物结构检测等一系列最重要领域的广泛应用。

另外,相对于传统光域调制的方法,利用光学滤波器将光栅波长的飘移转化成为功率的变化的调制方法具备廉价、非常简单、响应速度慢等优势。  此前,光通信与光网络系由夏历副教授率领的研究组使用交叉高斯滤波方法构建光纤光栅的传感调制,研究结果已公开发表在OpticsLetters期刊上(Vol.40,Iss.8,pp.1760-1763)。随着研究的了解,找到该方法还不存在两个方面的缺点:一是必须额外减少两个高斯滤波特征的滤波器,加添了系统的复杂度;二是使用的长光谱光源功率序密度较小,使得传感调制距离和范围有限。  因此,该研究小组在近期的工作中又更进一步设计出有一种基于双波长较宽线宽激光入射光的弱光纤光栅传感阵列调制方法(图1)。

在调制系统的输出末端,利用两个具备一定中心波长间隔的激光入射光。利用很弱光线光纤光栅自身高斯谱型特征并加以功率劣检测,刚好可以获得一个线性的布拉格波长到功率劣的切换(图2)。并且它们线性关系的斜率可以非常简单的通过掌控双波长激光的波长间隔来展开调节。

此种方法并不像高斯给定滤波方法那样对于滤波器的滤波特性有拒绝,所以整个调制系统较为简单。根据目前的较宽线宽激光,光源输出功率能精彩超过10dBm以上,该方法在没中继缩放的条件下,需要反对长达50km以上的传感调制距离,以及需要超过一根光纤上多达数百根很弱鼓吹光栅同时调制的效果。可以预测该方法将在布拉格光栅定分布式传感网络各个领域中具有十分好的应用于前景。  该研究成果双波长差分调制很弱光纤光栅传感器(InterrogationofweakBragggratingsensorsbasedondual-wavelengthdifferentialdetection)在2016年11月9日公开发表于OpticsLetters(Vol.41,Iss.22,pp.5254-5257)。

  该项工作获得了国家自然科学基金面上项目(61675078)的资助。


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