[實(shí)用新型]基于三角形譜光纖光柵的傳感波長解調(diào)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920172889.6
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN201477337U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周倩;寧提綱;裴麗;李晶;胡旭東;譚中偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G02F2/00
• 分類號: G02F2/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及基于三角形譜光纖光柵傳感波長解調(diào)器，適用于光纖通信、光纖傳感、交通信息工程及控制技術(shù)等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光纖光柵是利用光纖中的光敏性制成的。光纖光柵按照周期可以分為布拉格光纖光柵和長周期光纖光柵，布拉格光纖光柵一般周期在1微米以下，長周期光纖光柵的波長在1微米以上。布拉格光纖光柵在很多情況下簡稱為光纖光柵，其按照周期特性來說，可以分為周期均勻不變的均勻光纖光柵，或者周期沿縱向改變的啁啾光纖光柵。均勻光纖光柵反射譜帶寬一般小于0.5nm，啁啾光纖光柵的帶寬可以從0.1nm到幾十nm，甚至一百多nm寬。

光纖光柵傳感器的基本原理是利用光纖光柵光譜，尤其是其峰值位置隨溫度和應(yīng)力變化的特性，將外界被測量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)椴祭癫ㄩL的變化，因此如何檢測布拉格波長的微小變化即對波長編碼信號進(jìn)行解調(diào)成了光纖光柵傳感器實(shí)用化的關(guān)鍵問題。解調(diào)系統(tǒng)就是用來完成測量布拉格波長的變化。只有通過解調(diào)系統(tǒng)才能獲取外界被測量的信息，實(shí)現(xiàn)傳感的實(shí)用意義和價值，它在整個傳感器系統(tǒng)中具有重要的作用。

光纖光柵傳感具有光纖傳輸系統(tǒng)的不帶電、抗射頻、抗電磁干擾、防燃、防爆、抗腐蝕、耐高壓、耐電離輻射、重量輕、體積小及具有大信號傳輸帶寬等優(yōu)點(diǎn)，光纖光柵傳感應(yīng)用越來越廣泛。

三角形譜光纖光柵三角形Bragg光柵，或者稱之為三角形布拉格光纖光柵屬于非線性啁啾光纖光柵，其特性是：在其帶寬范圍內(nèi)，反射率與入射光波長的改變在一定波長范圍內(nèi)成線性關(guān)系。可以利用三角形譜光纖光柵的這個特性，將波長變化的信號轉(zhuǎn)換為光功率變化的信號。

波長解調(diào)方案主要分為匹配濾波解調(diào)和邊沿濾波解調(diào)兩類。其中，利用F-P濾波器和光纖光柵的匹配濾波法解調(diào)，需要對波長進(jìn)行調(diào)諧，解調(diào)速度慢，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

而利用光纖光柵透射譜的邊沿濾波解調(diào)：它是利用長周期光纖光柵透射譜的準(zhǔn)線性區(qū)進(jìn)行解調(diào)。但是，長周期光柵對環(huán)境比較敏感，與傳感用的布拉格光纖光柵均勻光纖光柵的環(huán)境特性不一致，不宜采用。

由于上述光纖光柵傳感解調(diào)方法的不足，為了發(fā)揮光纖光柵傳感優(yōu)勢，利用三角形譜光纖光柵對環(huán)境敏感程度低、穩(wěn)定性高并且與傳感光纖光柵匹配等優(yōu)點(diǎn)，提出一種新的光纖光柵傳感解調(diào)技術(shù)顯得尤為重要，設(shè)計(jì)了基于三角形譜光纖光柵的傳感波長解調(diào)器。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用三角形譜光纖光柵傳感解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，提出基于三角形譜光纖光柵的傳感波長解調(diào)器。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：

一種基于三角形譜光纖光柵的傳感波長解調(diào)器，該傳感波長解調(diào)器的寬帶光源接第一三端口光環(huán)形器的第一端口，第一三端口光環(huán)形器的第二端口接布拉格光纖光柵的一端；第一三端口光環(huán)形器的第三端口接三角形譜光纖光柵的一端，三角形譜光纖光柵的另一端與光電探測器連接。

光電探測器檢測經(jīng)過三角形譜光纖光柵透過來的光功率；光電探測器檢測輸出光強(qiáng)的變化量得到波長漂移量，實(shí)現(xiàn)傳感解調(diào)；三角形譜光纖光柵和布拉格光纖光柵均具有相同的溫度靈敏度，外界溫度的變化引起的波長漂移特性一致，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。

所述的第一三端口光環(huán)形器的第三端口接第二三端口光環(huán)行器的第一端口，第二三端口光環(huán)行器的第二端口接三角形譜光纖光柵的一端，第二三端口光環(huán)行器的第三端口與光電探測器連接；

光電探測器檢測經(jīng)過三角形譜光纖光柵反射過來的光功率。

第一三端口光環(huán)形器由三端口耦合器取代，三端口耦合器的第一端口接寬帶光源，三端口耦合器的第二端口接三角形譜光纖光柵的一端，三角形譜光纖光柵的另一端與光電探測器連接，三端口耦合器的第三端口接布拉格光纖光柵的一端；

光電探測器檢測經(jīng)過三角形譜光纖光柵透過來的光功率。

第一三端口光環(huán)形器由四端口光環(huán)形器取代，四端口光環(huán)形器的第一端口接寬帶光源，四端口光環(huán)形器的第二端口接布拉格光纖光柵的一端，四端口光環(huán)形器的第三端口接三角形譜光纖光柵的一端，四端口光環(huán)形器的第四端口與光電探測器連接；

光電探測器檢測經(jīng)過三角形譜光纖光柵反射過來的光功率。

本實(shí)用新型的有益效果：

采用三角形譜光纖光柵與長周期光柵相比，具有比較穩(wěn)定的性能，并且三角形譜光纖光柵與傳感用的光纖光柵的環(huán)境特性一致，可以有效的分離光纖光柵的溫度與應(yīng)變特性。