[發(fā)明專利]基于光電振蕩環(huán)路的光纖光柵傳感解調(diào)裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510870825.3
• 申請(qǐng)日: 2015-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN105547336A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付宏燕;張?jiān)姮|;吳銳;許惠英;蔡志平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/26
• 分類號(hào): G01D5/26
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 44309
• 代理人: 劉輝;廉紅果

1.基于光電振蕩環(huán)路的光纖光柵傳感解調(diào)裝置，其特征在于：包括由電光 調(diào)制器、第一三端口光環(huán)行器、光纖放大器、光電探測(cè)器、射頻放大器、射頻 濾波器以及3dB三端口射頻功分器依次相連構(gòu)成的光電振蕩環(huán)路，寬帶光源與 第二三端口光環(huán)行器的輸入端口相連，所述第二三端口光環(huán)行器的輸出端口與 所述電光調(diào)制器的輸入端口相連，所述第二三端口光環(huán)行器的第二端口與一傳 感布拉格光纖光柵相連，所述第一三端口光環(huán)行器的第二端口與一啁啾布拉格 光纖光柵相連，所述3dB三端口射頻功分器的一輸出端口與所述電光調(diào)制器的 電驅(qū)動(dòng)端口相連，所述3dB三端口射頻功分器的另一輸出端口與一射頻頻率計(jì) 相連。

2.采用權(quán)利要求1所述的基于光電振蕩環(huán)路的光纖光柵傳感解調(diào)裝置進(jìn)行 光纖光柵解調(diào)的方法，其特征在于：包括以下步驟

1)所述寬帶光源發(fā)射的光經(jīng)所述第二三端口光環(huán)行器到達(dá)所述傳感布拉格 光纖光柵，經(jīng)傳感布拉格光纖光柵反射的光再經(jīng)第二三端口光環(huán)行器到達(dá)所述 電光調(diào)制器，由電光調(diào)制器輸出的光信號(hào)經(jīng)第一三端口光環(huán)行器的輸入端口到 達(dá)啁啾布拉格光纖光柵反射，經(jīng)該第一三端口光環(huán)行器的輸出端口到達(dá)所述光 纖放大器放大后，進(jìn)入所述光電探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，得到的電信號(hào)通過(guò)射頻 放大器的放大、射頻濾波器的濾波，經(jīng)3dB三端口射頻功分器到達(dá)電光調(diào)制器 的電驅(qū)動(dòng)端口，由電光調(diào)制器進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，如此往復(fù)形成光電振蕩環(huán)路，在 3dB三端口射頻功分器的輸出端口得到一定頻率的射頻信號(hào)輸出，其頻率為

f＝kc/nL(1)

其中n為光纖折射率，c為真空中的光速，L為光電振蕩環(huán)路長(zhǎng)度，k為整 數(shù)，k值大小由射頻濾波器頻率大小決定，同時(shí)輸出射頻信號(hào)頻率由射頻濾波器 頻率決定；射頻濾波器帶寬一方面要小于振蕩諧波的自由頻譜范圍f＝c/nL，另 一方面決定了該傳感解調(diào)系統(tǒng)的測(cè)量范圍；

2)當(dāng)外界傳感參量變化時(shí)，光電振蕩環(huán)路中所述傳感布拉格光纖光柵的反 射峰波長(zhǎng)會(huì)隨之發(fā)生改變，其改變量為Δλ，則其對(duì)應(yīng)在所述啁啾布拉格光纖光 柵中的反射位置會(huì)發(fā)生變化，其變化量可以表示為Δz＝Δλ/D，其中D為啁啾布 拉格光纖光柵的啁啾率，此時(shí)，輸出射頻信號(hào)頻率變化為

f'＝kc/n(L+Δz)(2)

3)采用射頻頻率計(jì)測(cè)量輸出信號(hào)頻率，則可根據(jù)(1)(2)兩式得到光在 啁啾布拉格光纖光柵反射位置的變化Δz，繼而由Δλ＝Δz/D得到傳感布拉格光纖 光柵的波長(zhǎng)變化量，從而對(duì)傳感參量進(jìn)行解調(diào)。