[發(fā)明專利]基于光纖環(huán)微波光子濾波器的傳感解調(diào)裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210145542.9
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102636198A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付宏燕;張成;蔡志平
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: G01D5/30
• 分類號: G01D5/30;G02B6/34
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖環(huán)微波光子濾波器，尤其是涉及一種基于光纖環(huán)微波光子濾波器的傳感解調(diào)裝置和方法。

背景技術(shù)

光纖光柵被廣泛應(yīng)用于應(yīng)力、溫度和折射率傳感系統(tǒng)中。在光纖光柵傳感領(lǐng)域，發(fā)展快速解調(diào)出光纖光柵波長變化量的方法和低成本設(shè)備具有重要的意義。

傳統(tǒng)的光纖光柵解調(diào)方法常采用光學(xué)濾波器解調(diào)方法，如可調(diào)諧F-P濾波法、非平衡M-Z光纖干涉儀法和匹配光柵法等。這些方法或者對光學(xué)濾波器的性能要求較高，成本較高；或者需要較多的光學(xué)濾波器，成本較高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，比較難實用化。

中國專利CN201392204公開一種基于微波光子濾波器的光纖光柵傳感解調(diào)裝置，包括寬帶光源、三端口光環(huán)形器、傳感布拉格光纖光柵、電光調(diào)制器、光纖放大器、薩尼亞克環(huán)、光電探測器、電功率計，3-dB四端口光纖耦合器的兩個端口通過兩段光纖與線性啁啾光纖光柵的兩端光連接，另兩個端口作為薩尼亞克環(huán)的輸入端口和輸出端口。該實用新型將光纖光柵的波長變化量轉(zhuǎn)化為調(diào)制電信號的功率變化量，再對調(diào)制的電信號進(jìn)行功率檢測，大大降低了解調(diào)裝置的成本和復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有光學(xué)解調(diào)技術(shù)存在的不足，提供一種可實現(xiàn)低成本的基于光纖環(huán)微波光子濾波器的傳感解調(diào)裝置和方法。

所述基于光纖環(huán)微波光子濾波器的傳感解調(diào)裝置設(shè)有激光二極管、電光調(diào)制器、光纖放大器、掃頻射頻信號源、3-dB四端口光纖耦合器、三端口光環(huán)形器、啁啾布拉格光纖光柵、光電探測器和電功率計；所述激光二極管與電光調(diào)制器輸入端光連接，電光調(diào)制器輸出端與光纖放大器輸入端光連接，電光調(diào)制器的電驅(qū)動端口與射頻信號源電連接，光纖放大器輸出端與光纖環(huán)輸入端口光連接，光纖環(huán)輸出端口與光電探測器輸入端光連接，光電探測器輸出端與電功率計輸入端電連接；所述光纖環(huán)包括3-dB四端口光纖耦合器、三端口光環(huán)形器和啁啾布拉格光纖光柵，3-dB四端口光纖耦合器的一個輸出端口通過第1段光纖與三端口光環(huán)形器的第1個端口相連，三端口光環(huán)形器的第2個端口通過第2段光纖與啁啾布拉格光纖光柵相連，三端口光環(huán)形器的輸出端口與3-dB四端口光纖耦合器的一個輸入端口相連，3-dB?四端口光纖耦合器的另兩個端口分別作為光纖環(huán)的輸入端口和輸出端口。

所述基于光纖環(huán)微波光子濾波器的傳感解調(diào)方法，采用所述基于光纖環(huán)微波光子濾波器的傳感解調(diào)裝置，所述方法包括以下步驟：

1）打開激光二極管，激光二極管發(fā)出波長為λ₀激光經(jīng)過電光調(diào)制器（EOM）被掃頻電信號f調(diào)制后進(jìn)入光纖放大器中進(jìn)行放大；

2）放大后的光進(jìn)入光纖環(huán)，光纖環(huán)由3-dB四端口光纖耦合器的一個輸入端口及一個輸出端口與三端口光環(huán)形器和反射峰中心波長為λ₀的啁啾布拉格光纖光柵相連構(gòu)成；所述的啁啾布拉格光纖光柵為通過紫外光在光纖中寫入的折射率調(diào)制的光纖型器件，它是一種能反射一定波長帶寬光的反射型器件，不同的波長在啁啾布拉格光纖光柵的不同位置反射；放大后的光的50%由3-dB四端口光纖耦合器的輸入端口耦合到耦合比為3-dB四端口光纖耦合器的一個輸出端口，并進(jìn)入光纖環(huán)的第1段光纖，另外50%直接耦合到3-dB四端口光纖耦合器的另外一個輸出端口；進(jìn)入光纖環(huán)的光經(jīng)過三端口光環(huán)形器到達(dá)啁啾布拉格光纖光柵；光經(jīng)線性啁啾布拉格光纖光柵反射后再經(jīng)過光環(huán)形器到光纖環(huán)的第2段光纖，其中50%從3-dB四端口光纖耦合器的另一個輸入端口耦合到另一輸出端口，另外50%再次進(jìn)入光纖環(huán)，以此類推；

3）經(jīng)過光纖環(huán)多次反射耦合的光從光纖環(huán)的輸出端出射進(jìn)入光電探測器，轉(zhuǎn)化成功率為P_e的電信號。