壓力槽可調(diào)諧長周期光纖光柵模塊設(shè)計

提出了一種基于級聯(lián)長周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。級聯(lián)長周期光纖光柵作為邊沿濾波器,利用它的一個線性區(qū)監(jiān)測單個光纖布拉格光柵傳感信號。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低等優(yōu)點(diǎn),但易受光源抖動及系統(tǒng)其他不穩(wěn)定因素等帶來的系統(tǒng)噪聲的影響。為消除系統(tǒng)噪聲帶來的不利影響,對該系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)系統(tǒng)利用級聯(lián)長周期光纖光柵的兩個線性區(qū)同時監(jiān)測兩個光纖布拉格光柵傳感信號。分別用原系統(tǒng)及其改進(jìn)系統(tǒng)對溫度進(jìn)行監(jiān)測,實驗的溫度測量范圍為-70～-115°c。原系統(tǒng)的靈敏度為0.49mv/°c,溫度分辨率為0.5°c;改進(jìn)系統(tǒng)的靈敏度為0.86mv/°c,溫度分辨率為0.3°c。實驗結(jié)果表明改進(jìn)系統(tǒng)能有效消除系統(tǒng)噪聲,提高系統(tǒng)的精度。

光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術(shù)由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì)，而且光波在光纖 中的傳播時表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場、電場、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從 而可將光纖用作傳感器元件來探測各種待測量（物理量、化學(xué)量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術(shù)的分類光纖傳感器可以分為傳 感型（本征型）和傳光型（非本征型）兩大類。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對外界因素進(jìn)行計量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，稱為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點(diǎn)，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型光纖傳感器 是指利用其它敏感元件測得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點(diǎn)是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、 相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制和波長調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點(diǎn)1、

設(shè)計并實驗研究了一種基于機(jī)械微應(yīng)變引入長周期光纖光柵(mlpfg)的橫向壓力傳感系統(tǒng)。利用機(jī)械線加工技術(shù)制作周期為600μm,長度為60mm的不銹鋼壓力槽板,測定了槽板對待寫制光纖施加的橫向壓力與mlpfg諧振峰峰值之間的關(guān)系,并借助布拉格光纖光柵(fbg)搭建了高精度橫向壓力解調(diào)系統(tǒng)。實驗表明,在0～60n的范圍內(nèi),壓力與mlpfg透射譜深度有很好的線性關(guān)系,線性度達(dá)0.9950,靈敏度約為0.35db/n。保持45n的壓力20h,mlpfg諧振峰峰值最大波動小于0.06db,具備良好的穩(wěn)定性。采用中心波長為1542.890nm的fbg實現(xiàn)了系統(tǒng)解調(diào),系統(tǒng)靈敏度為0.12μw/n,進(jìn)一步提高了檢測系統(tǒng)的實用性。

摘要 地下工程施工對周圍環(huán)境包括地面臨近建筑物、道路、和既有地 下工程的影響是地下空間開開發(fā)利用所面臨的關(guān)鍵問題。為確保施工 安全，對地下工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測以趨利避 害，已成為地下工程發(fā)展的迫切要求。地下工程監(jiān)測目前廣泛采用的 常規(guī)監(jiān)測技術(shù)和傳統(tǒng)電傳感器采集數(shù)據(jù)的方法不僅監(jiān)測范圍小、效率 低，且有限的測點(diǎn)難以反映目標(biāo)系統(tǒng)的整體情況；同時，監(jiān)測數(shù)據(jù) 容易受到外界環(huán)境中各類不利因素的影響，無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 與長期穩(wěn)定光纖bragg光柵(fbg)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種 新型全光纖無源器件利用其可制成多種傳感器，如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、 壓強(qiáng)等傳感器。近年來，fbg傳感技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢逐漸應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)、巖土等領(lǐng)域，但多為長期健康監(jiān)測，其在施工過程的應(yīng)用罕見。 本文通過室內(nèi)試驗分fbg傳感器的優(yōu)勢,并通過實際隧道工程施工的 應(yīng)

光纖光柵剖析

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

目前,水利水電工程中的長隧洞越來越多,傳統(tǒng)的差動電阻式和振弦式等監(jiān)測儀器已很難滿足長隧洞監(jiān)測的需要。結(jié)合牛欄江-滇池補(bǔ)水工程,介紹了光纖光柵儀器在長隧洞監(jiān)測中的應(yīng)用,結(jié)果表明光纖光柵儀器能滿足長隧洞監(jiān)測的需要。

對基于應(yīng)力、位移、空間角度的多參數(shù)可調(diào)諧的光纖光柵(fbg)波長調(diào)諧進(jìn)行了理論分析和實驗研究。根據(jù)推導(dǎo)出的波長調(diào)諧公式,數(shù)值模擬了光纖光柵波長受應(yīng)力、位移、空間角度時的多種調(diào)諧關(guān)系。在模擬分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種基于應(yīng)力、位移、空間角度的多參數(shù)可調(diào)諧的光纖光柵波長調(diào)諧器,并進(jìn)行了實驗驗證。實驗表明基于應(yīng)力、位移的調(diào)諧為線性調(diào)諧,各光柵調(diào)諧線性擬合度均達(dá)0.9975以上;基于角度的調(diào)諧近似滿足正(余)弦調(diào)諧。理論分析和實驗測量具有良好的一致性。

基于碳納米管涂覆的傾斜光纖光柵是一種理想的低成本熱線式風(fēng)力傳感器,其可以用來進(jìn)行風(fēng)力的實驗測量。針對輸入傾斜光纖光柵的不同功率以及碳納米管涂覆厚度這兩方面,設(shè)計不同的風(fēng)力實驗設(shè)計與測量,并獲得中心波長與風(fēng)力變化的最終關(guān)系。通過對實驗結(jié)果曲線進(jìn)行分析,得到實驗結(jié)論:在適當(dāng)范圍內(nèi),激光功率越高,涂覆厚度越厚,靈敏度越高,風(fēng)力傳感實驗效果越好。通過實驗,使學(xué)生了解基于光纖的新型熱線式風(fēng)力傳感的工作原理,將理論與實踐相結(jié)合,激發(fā)學(xué)生對光纖傳感前沿應(yīng)用的興趣和積極性。

為了有效縮小光纖光柵尺寸,提高光電轉(zhuǎn)換間的耦合效果。文章在基于光纖光柵的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,給出了在光纖光柵中插入四、五層金屬光柵的實現(xiàn)方法。該方法基于表面等離子體激元(surfaceplasmonpolaritons,spps)的光纖布拉格光柵,可以把原有的光纖光柵尺寸縮小一個量級,而且不增加光在光子器件中的損耗。仿真分析表明,spps在光傳播過程中可起到能量補(bǔ)償作用,并可產(chǎn)生增透現(xiàn)象。

第31卷第5期 2009年3月 武漢理工大學(xué)學(xué)報 journalofwuhanuniversityoftechnology vol.31no.5 mar.2009 doi:10.3963/j.issn.1671-4431.2009.05.030 基于可調(diào)窄帶光源的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng) 甘維兵,張翠,祁耀斌 (武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)研究中心,武漢430070) 摘要:用寬帶光源和自主研制的波長選擇器(ipd)構(gòu)成可調(diào)諧窄帶光源,對測量光纖光柵(fbgs)陣列和參考fbgr 進(jìn)行波長掃描,借助光電探測器(pin)和dsp信號處理系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)用傳感系統(tǒng)的解調(diào)。實驗證明,該解調(diào)方案是有效 可行的,且可獲得較高的信噪比和測量精度。 關(guān)鍵詞:光纖bragg光柵(

基于壓電陶瓷的光纖光柵傳感器的設(shè)計。主要方法是利用改變壓電陶瓷的相關(guān)封裝的新結(jié)構(gòu),再結(jié)合光纖光柵而制成的電壓傳感器。由實驗結(jié)果得出:在0～160v的電壓范圍內(nèi),中心波長的變化與該傳感器兩端的電壓的改變有很好的線性關(guān)系,線性擬合度可達(dá)0.99,線性調(diào)諧的波長范圍約為1.6nm。

介紹了一種利用光纖f-p濾波器解調(diào)的、可同時測量應(yīng)變及溫度兩種參數(shù)的光纖光柵傳感系統(tǒng)。將一個光纖光柵的長度分成相等的兩部分,其中一部分的兩端固定在一塊鋼板上,另一部分處于自由狀態(tài)。根據(jù)這兩部分光纖光柵對應(yīng)變及溫度的不同感應(yīng),實現(xiàn)對應(yīng)變及溫度的同時測量?？衫貌ǚ謴?fù)用技術(shù)實現(xiàn)對分布式應(yīng)變及溫度的測量。應(yīng)變、溫度的測量分辨率分別可達(dá)1.3με及0.12℃。

提出了一種由單個光纖光柵和一個光纖方向耦合器組成的新型全光纖反射器,推導(dǎo)出了當(dāng)光柵為均勻bragg光柵、器件任意端口輸入時,任何一端口的輸出解析式。分析表明器件具有法布里-珀羅腔干涉儀的特點(diǎn),耦合器的耦合比系數(shù)類似于法布里-珀羅腔的反射率,耦合比系數(shù)越大,輸出光譜半高全寬度(fwhm)越窄,消光比越好。當(dāng)耦合比系數(shù)大于0.8時,fwhm可以窄到0.02nm,消光比大于0.9。如果光柵是“強(qiáng)”耦合,器件具有均勻分布的多通道梳狀輸出特性;光柵為“弱”耦合時,則能實現(xiàn)fwhm小于0.02nm的單頻輸出。器件只需單個光柵,克服了制作兩個完全相同光柵的困難。

將長周期光纖光柵(lpg)和光纖sagnac環(huán)相結(jié)合,實現(xiàn)了折射率和溫度的同時測量。首先利用二氧化碳激光器在保偏光纖上制作了長周期光纖光柵(pm-lpg),然后把該pm-lpg和普通單模光纖耦合器組成sagnac環(huán),作為傳感單元。實驗選擇其某一透射峰作為測試對象,其波長隨溫度變化,強(qiáng)度隨折射率變化,因此可實現(xiàn)兩個參量的同時測量。實驗獲得的溫度靈敏度為-0.654nm.℃-1,折射率靈敏度為49.9db.riu-1。整個實驗系統(tǒng)成本低、簡單實用,具有較好的應(yīng)用前景。

基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測軟件 摘要：基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測軟件，可 以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示和報警等功能。該軟件界面清 晰易懂、使用方便、功能擴(kuò)展性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定，可以在安全 監(jiān)測方面發(fā)揮重要的作用，同時推進(jìn)了光纖光柵傳感器在生 活中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：光纖光柵傳感器；虛擬儀器；數(shù)據(jù)庫 中圖分類號：tp311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖光柵傳感器廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng) 域，如電力電網(wǎng)、橋梁隧道、石油化工、航空航天，實現(xiàn)了 高精度、遠(yuǎn)距離、分布式和長期性監(jiān)測的技術(shù)要求。本文針 對光纖光柵傳感系統(tǒng)，提出了一種基于虛擬儀器技術(shù)的監(jiān)測 軟件的設(shè)計與實現(xiàn)方法。為實際工程的管理提供了更加可靠 的技術(shù)保障，具有廣闊的應(yīng)用前景。 1光纖光柵傳感技術(shù) 光纖光柵是利用紫外光改變光纖材料性質(zhì)，在光纖上制 作成的一種光學(xué)無源器件，光纖光柵傳感技術(shù)是利用測量環(huán) 境對光

２００６年第２光通信技術(shù) 中文核心期刊 光纖光柵傳感的解調(diào)方法 王向宇，喬學(xué)光，李明，賈振安，劉欽朋，李婷 （西安石油大學(xué)陜西省光電傳感測井重點(diǎn)實驗室，西安７１００６５） 專題聚焦 摘要：介紹了光柵傳感系統(tǒng)的組成，分析了常用的三 種光源：ｌｄ、ｌｅｄ和摻鉺光源的性能。描述了在光柵解 調(diào)中常用的濾波法、干涉法、可調(diào)諧激光掃描法、啁啾 光柵檢測法、光柵色散法等幾種信號解調(diào)技術(shù)并進(jìn)行 了簡要的評述。 關(guān)鍵詞：光纖光柵；光源；傳感；解調(diào) 中圖分類號：ｔｎ９２９．１１文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ａ １引言 光纖傳感器是利用光在光纖中傳播引起光干涉、 衍射、偏振、反射、損耗等物理特征的變化，進(jìn)行各種 物理測量的裝置和器件。波長調(diào)制型的光纖光柵傳感 器具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)；傳感頭結(jié)構(gòu) 簡單（尺寸小，易于集成）；利用波分復(fù)用技術(shù)可形成

光纖光柵是理想的應(yīng)力和溫度傳感元件。結(jié)合實驗室器件,設(shè)計了一個利用光纖光柵監(jiān)測應(yīng)力以及溫度的實驗系統(tǒng)。通過實驗驗證了光纖光柵的基本特性,實現(xiàn)了應(yīng)力及溫度的監(jiān)測。通過自行搭建的實驗平臺進(jìn)行了實驗分析,實驗結(jié)果和理論分析吻合。

為了拓寬光纖耦合器的使用范圍,開發(fā)光纖耦合器的新功能,采用熔錐技術(shù)制作波長敏感耦合器,該耦合器在分光的同時對波長敏感。通過耦合理論驗證實驗結(jié)果,實驗數(shù)據(jù)與理論值相符合。實驗中得到波長靈敏度最大值為17.86%/nm的耦合器。采用拉錐工藝制作波長敏感耦合器工藝簡單,耦合比峰值對應(yīng)波長控制易于實現(xiàn)。該耦合器可用于光纖光柵布拉格波長漂移解調(diào)。令待解調(diào)光纖光柵布拉格波長與耦合器波長靈敏度最大值對應(yīng)的波長一致,當(dāng)波長發(fā)生漂移時,耦合器輸出耦合比發(fā)生變化。自制的波長敏感耦合器實現(xiàn)了對布拉格波長為1566.71nm光纖光柵波長漂移的解調(diào),波長漂移1.80nm,耦合比變化20.34%。此種解調(diào)方式具有光路簡單,易于與光纖匹配的優(yōu)點(diǎn),可以應(yīng)用在大型建筑中光纖光柵的健康監(jiān)測。

光纖光柵傳感信號的解調(diào)問題

光纖光柵位移傳感器

光纖光柵感溫探測系統(tǒng)