[實用新型]基于回音壁模式光學微腔的分布式FBG解調裝置

有效

• 申請號: 201220231288.X
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN202582569U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 方正;彭保進
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及一種基于回音壁模式光學微腔的分布式FBG解調裝置。

背景技術

光纖傳感器可以對電磁、機械、溫度等物理量進行精密測量，傳統傳感器相對于光纖傳感器在靈敏度、響應程度、抗干擾(電磁信號)、抗環境腐蝕方面有著一定的局限性，故現在多采取光纖傳感器。其中光纖布拉格光柵(FBG)有其獨特的優勢而成為傳感器領域研究的一大熱門。但是FBG的解調直接影響到FBG產品的精度，故解調系統是光纖光柵傳感系統的核心，如何方便、快捷、精確、低成本地達到光纖光柵的解調是我們必須解決的問題。

通過市場調研，目前常用的幾種光纖光柵解調方法如下：

(1)?利用光譜儀：光譜儀使用雖然方便，但價格昂貴。

???（2）可調諧光源：可調諧光源的波長可以由計算機控制，它發出的光通過耦合器，被光柵反射后再次通過耦合器到達光功率計。光功率計測量此光的功率值，并傳送給計算機.計算機控制光源的波長在一定范圍內掃描，同時記錄相應的光功率計的讀數，這樣就得到了傳感光柵的反射譜。常見的可調諧光源為可調諧半導體激光器。但一臺可以用計算機控制的可調諧激光器市價約20萬元，價格極其昂貴。

???（3）可調諧濾波器??

濾波器的透過波長可以由計算機控制，和可調諧光源的系統類似，依然用計算機控制掃描，可以得到傳感光柵的反射譜。當前市場上的可調諧濾波器多為光纖Fabry－Perot腔型的，價格約為數千元，重復性不好，典型的波長調諧重復誤差可達0.1nm量級。

(4)?邊沿濾波器??????

邊沿濾波器對不同波長的光的透射率不同。這樣，如果傳感光柵反射到濾波器的光的功率不變，但波長改變，透過濾波器到光功率計的光的功率就會隨著波長的改變而改變；標定后，從功率值就可以推測出相應的布喇格波長值。這種方法設備簡單，但失去了光纖光柵傳感器波長調制的優點，測量結果對光源輸出功率以及傳輸損耗的起伏非常敏感。

(5)?利用陣列波導光柵（AWG）解調、利用匹配光柵解調方法等

綜上所述，盡管目前對于分布式FBG解調的方法很多，但存在很多的不足與問題，主要體現在操作繁瑣、費用高、低精度等方面，所以很有必要開發一種新型的解調裝置去優化甚至替代現有的裝置。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種誤差小，具有較高的精度，應用前景廣泛的分布式FBG解調裝置。

為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案：一種基于回音壁模式光學微腔的分布式FBG解調裝置，包括可發出光波經耦合器到達分布式FBG的寬譜光源，及接收分布式FBG反射譜的耦合器，及可接收耦合器耦合而出的光波的回音壁模式光學微腔，該回音壁模式光學微腔依次連接有光探測器、放大器和計算機，所述計算機連接有控制器。

進一步地，所述回音壁模式光學微腔與控制器間通過有可控制回音壁模式光學微腔半徑的液壓裝置相連接。

進一步地，所述耦合器連接有光纖布拉格光柵。

本實用新型基于回音壁模式光學微腔的分布式FBG解調裝置的有益效果是：通過寬譜光源發出的光波經光纖到達光柵，光柵所反射特定波長的光波進入耦合器，耦合而出的光波進入回音壁模式光學微腔，再通過計算機對液壓裝置的控制不斷改變回音壁模式光學微腔的半徑，由于回音壁模式光學微腔的光學特性，與之匹配波長光波便耦合而出，由光探測器接受并傳至計算機系統，計算機通過分析處理，從而達到分布式光柵的解調；在應用中分布式FBG作為感應探頭進入特定的環境中，由于電磁、機械、溫度或其他應變會改變光柵的性質從而改變其反射波長，通過裝置實時捕捉應并分析處理，及時報告并作出相應的調整從而可達到實時控制的效果，且具有較高精度及誤差小的優點，應用前景廣泛。

附圖說明

圖1為本實用新型基于回音壁模式光學微腔的特性示意圖；

圖2為本實用新型基于回音壁模式光學微腔的分布式FBG解調裝置的原理示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1和圖2所示，本實用新型基于回音壁模式光學微腔的分布式FBG解調裝置，包括可發出光波經耦合器2到達分布式FBG的寬譜光源1，及接收分布式FBG反射譜的耦合器2，及可接收耦合器2耦合而出的光波的回音壁模式光學微腔3，該回音壁模式光學微腔3依次連接有光探測器5、放大器6和計算機8，所述計算機8連接有控制器7。

其中，所述回音壁模式光學微腔3與控制器7間通過有可控制回音壁模式光學微腔3半徑的液壓裝置4相連接；所述耦合器2連接有光纖布拉格光柵9。