引用本文:

李彩虹,葛海波,侯元萌,等:一种级联长周期光纤光栅动态解调光纤布喇格光栅的新方法[J]. 光通信技术,2019,43(8):52-54.

一种级联长周期光纤光栅动态解调光纤布喇格光栅的新方法

李彩虹,葛海波,侯元萌,王金豆

(西安邮电大学 电子工程学院,西安 710061)

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摘要:为扩大传感光栅波长的解调范围,在原有级联长周期光纤光栅(CLPG)解调光纤布喇格光栅(FBG)系统的基础上增加了压电陶瓷,利用压电陶瓷的电致伸缩特性,实现对FBG的动态解调。系统仿真表明:加入压电陶瓷后CLPG的漂移量为1.6 nm,对传感光栅的解调范围增加了0.2 nm,并且提升了解调线性度。

关键词:级联长周期光纤光栅;压电陶瓷;动态解调;解调范围

中图分类号:TN29 文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)08-0052-03

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.08.013

0 引言
       光纤光栅波长的解调作为光纤光栅传感领域的一项重要技术,通过对光纤光栅中心波长变化量的测量,可获得外界物理量的变化,解调系统决定整个传感系统的稳定性及精确性[1,2]。现如今,光纤布喇格光栅(FBG)波长的解调方法多种多样,解调方法按工作原理可分为干涉法、色散法、衍射法和滤波法等几大类[3]。其中,滤波法可分为边缘滤波法、匹配光纤光栅滤波法和可调谐Fabry-Port(F-P)滤波器法等[4]。双长周期光纤光栅(LPFG)边缘滤波的FBG解调系统作为边缘滤波法的一种,其线性相关系数为99.496%,解调检测精度为0.14460 nm-1,该系统的线性相关系数较高,但是解调精度还有待提高[5];匹配光纤光栅分辨率高,反射型可达0.01,透射型可达0.1,但是该方法对探测器及检验环境的要求较高,易受外界环境影响[6];作为可调谐F-P滤波器法中的一种方法,F-P腔的双边缘滤波解调法的解调精度较高,可以达2.077 nm-1,同时线性度理想,但是该系统只适合于静态解调,应用范围较窄[7]。级联长周期光纤光栅(CLPG)解调传感光栅作为边缘滤波法中的一种常见方法,可有效规避上述问题。CLPG作为边缘滤波解调法中的解调器件,从它的光谱特性来说,它比单一的LPFG光谱性能好,且透射谱带宽较宽,灵活可变性高[8],但存在对传感光栅波长解调范围较小的问题。因此,本文就解调范围较小的问题提出基于CLPG动态解调FBG的新方法。

3 结束语
      本文提出了一种基于CLPG动态解调FBG的新方法,FBG的反射光强通过带有压电陶瓷贴片的CLPG,压电陶瓷驱动CLPG的透射谱发生漂移,实现对FBG的动态解调。这种方法具有结构简单、系统稳定性好等优点。该方法的理论与仿真结果具有一致性,系统可行性高,为边缘滤波系统的解调提供了一种新思路、新方法,但在实际应用中还需对其精度及稳定性进行实验验证。