[實用新型]光纖布拉格光柵解調裝置

有效

• 申請號: 201721326932.0
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN207300268U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 李志斌;黃啟韜;劉暢
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根,徐穎

技術領域

本實用新型涉及一種光柵解調技術，特別涉及一種光纖布拉格光柵解調裝置。

背景技術

光纖布拉格光柵傳感器憑借其在嚴酷環境下優越的可靠性、較高的精度與靈敏度以及對電磁干擾免疫等優點，普遍應用于電力、建筑、化工等領域。

光纖光柵傳感器受外界參量調制導致自身特性改變時，需要通過解調技術將其還原為參量信息的變化。其中，光纖布拉格光柵傳感器是通過對光柵布拉格波長進行調制從而測量外界參量的變化，為此要實現傳感信號的解調，傳感解調系統必須精確檢測出光纖光柵反射中心波長的微小偏移。

為適應工程應用的需求，開發出高精度低成本的傳感解調系統成為光纖光柵傳感器市場化面臨的主要問題。

發明內容

本實用新型是針對工程應用中對光纖光柵傳感器解調系統高精度和低成本的需求問題，提出了一種光纖布拉格光柵解調裝置，為一種結構簡單、造價低廉、便于攜帶的光纖布拉格光柵解調裝置。

本實用新型的技術方案為：一種光纖布拉格光柵解調裝置，包括ASE寬帶光源、耦合器、FBG傳感器陣列、光纖F-P可調諧濾波器、光電探測器、數據采集卡、信號發生器和控制系統；ASE寬帶光源產生的出射光，經過耦合器進入傳感FBG陣列中，經由傳感FBG陣列反射形成的窄帶光到達光纖F-P可調諧濾波器，其中與光纖F-P可調諧濾波器中心波長相匹配的部分通過光纖F-P可調諧濾波器后，入射至光電探測器，入射光經過光電探測器轉化為電信號送入數據采集卡，數據采集卡采集信號上傳至控制系統，控制系統輸出到信號發生器，信號發生器產生的鋸齒波送光纖F-P可調諧濾波器。

所述ASE寬帶光源選擇最大峰值能量100mW，波長范圍600~1700nm的ASE寬帶光源。

所述光纖F-P可調諧濾波器選擇美國Micron Optics公司生產的第二代光纖F-P可調諧濾波器FFP-TF2。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型光纖布拉格光柵解調裝置，結構簡單、采用F-P可調諧濾波器的解調結構，攜帶方便，在很大程度上降低了系統造價。

附圖說明

圖1為本實用新型光纖布拉格光柵解調裝置解調原理圖；

圖2為本實用新型光纖布拉格光柵解調裝置結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示光纖布拉格光柵解調裝置原理圖，裝置包括ASE（放大自發輻射）寬帶光源1、耦合器2、FBG傳感器陣列3、光纖F-P可調諧濾波器4、光電探測器5、數據采集卡6、信號發生器7和控制系統8；ASE寬帶光源1產生出射光，經過3db耦合器2的出射光后進入傳感FBG陣列3中，經由FBG傳感器陣列3反射形成的窄帶光到達光纖F-P可調諧濾波器4，其中與光纖F-P可調諧濾波器4中心波長相匹配的入射光可通過F-P可調諧濾波器4后入射至光電探測器5，光電探測器5將波長信號轉化為電信號后傳遞到數據采集卡6，通過數據采集卡6上傳至控制系統7進行后續信號處理。

ASE寬帶光源1產生出射光，經過耦合器2后進入傳感FBG陣列3，經由FBG傳感器陣列3反射形成的窄帶光到達光纖F-P可調諧濾波器4（FFP-TF），FFP-TF在信號發生器8產生的鋸齒波掃描電壓的作用下，透射中心波長在一定周期內來回掃描。當外界環境參量變化使FBG傳感器陣列3中心波長發生改變，并當FFP-TF掃描到此波長時，光電探測器5檢測到最大光強值。控制系統7通過查詢當前FFP-TF驅動電壓值，就可以反演出與其對應的FFP-TF透射波長，最后經過一定的信號處理算法獲知當前外界環境參量的信息。

具體實施方式一：如圖2所示光纖布拉格光柵解調裝置結構示意圖，本實用新型是一種光纖布拉格光柵解調裝置，整個裝置放置于裝置箱10中，包括ASE寬帶光源1、3db耦合器2、FBG傳感器陣列3、光纖F-P可調諧濾波器4、光電探測器5、數據采集卡6、控制系統7、信號發生器8和放大電路9， ASE寬帶光源1位于3db耦合器2之前，3db耦合器2的50%接頭接入FBG傳感器陣列3，3db耦合器2的反射端和光纖F-P可調諧濾波器4的輸入端相連，光纖F-P可調諧濾波器4的輸出端接入光電探測器5的輸入端，光電探測器5的信號輸出端對應數據采集卡6的其中一對輸入/輸出端口，數據采集卡6將信號通過接口送入控制系統7，控制系統7調節信號發生器8輸出需要產生的驅動電壓，經由驅動電路9處理后提供給光纖F-P可調諧濾波器4。

具體實施方式二：所述的FBG傳感陣列3中為中心波長均為1550nm的FBG傳感器，將其放置于不同溫度（分別為20℃，30℃，40℃）的恒溫場中。