壓力槽可調(diào)諧長(zhǎng)周期光纖光柵模塊設(shè)計(jì)

提出了一種基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵作為邊沿濾波器,利用它的一個(gè)線性區(qū)監(jiān)測(cè)單個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),但易受光源抖動(dòng)及系統(tǒng)其他不穩(wěn)定因素等帶來(lái)的系統(tǒng)噪聲的影響。為消除系統(tǒng)噪聲帶來(lái)的不利影響,對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)系統(tǒng)利用級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的兩個(gè)線性區(qū)同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。分別用原系統(tǒng)及其改進(jìn)系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)驗(yàn)的溫度測(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、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(lái)探測(cè)各種待測(cè)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(lèi)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(lèi)。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對(duì)外界因素進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)模Q(chēng)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(cè)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(lèi)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(zhǎng)調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點(diǎn)1、

設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)研究了一種基于機(jī)械微應(yīng)變引入長(zhǎng)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(zhǎng)度為60mm的不銹鋼壓力槽板,測(cè)定了槽板對(duì)待寫(xiě)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(shí)驗(yàn)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(dòng)小于0.06db,具備良好的穩(wěn)定性。采用中心波長(zhǎng)為1542.890nm的fbg實(shí)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(cè)系統(tǒng)的實(shí)用性。

摘要 地下工程施工對(duì)周?chē)h(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(kāi)開(kāi)發(fā)利用所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。為確保施工 安全，對(duì)地下工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)估和預(yù)測(cè)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(cè)目前廣泛采用的 常規(guī)監(jiān)測(cè)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(cè)范圍小、效率 低，且有限的測(cè)點(diǎn)難以反映目標(biāo)系統(tǒng)的整體情況；同時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 容易受到外界環(huán)境中各類(lèi)不利因素的影響，無(wú)法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 與長(zhǎng)期穩(wěn)定光纖bragg光柵(fbg)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種 新型全光纖無(wú)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(lái)，fbg傳感技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)逐漸應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)、巖土等領(lǐng)域，但多為長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)，其在施工過(guò)程的應(yīng)用罕見(jiàn)。 本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分fbg傳感器的優(yōu)勢(shì),并通過(guò)實(shí)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(zhǎng)隧洞越來(lái)越多,傳統(tǒng)的差動(dòng)電阻式和振弦式等監(jiān)測(cè)儀器已很難滿足長(zhǎng)隧洞監(jiān)測(cè)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(zhǎng)隧洞監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,結(jié)果表明光纖光柵儀器能滿足長(zhǎng)隧洞監(jiān)測(cè)的需要。

對(duì)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(zhǎng)調(diào)諧進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)推導(dǎo)出的波長(zhǎng)調(diào)諧公式,數(shù)值模擬了光纖光柵波長(zhǎng)受應(yīng)力、位移、空間角度時(shí)的多種調(diào)諧關(guān)系。在模擬分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)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(zhǎng)調(diào)諧器,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測(cè)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(lái)進(jìn)行風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。針對(duì)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(jì)不同的風(fēng)力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)量,并獲得中心波長(zhǎng)與風(fēng)力變化的最終關(guān)系。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線進(jìn)行分析,得到實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)效果越好。通過(guò)實(shí)驗(yàn),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(shí)踐相結(jié)合,激發(fā)學(xué)生對(duì)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(shí)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(gè)量級(jí),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(guò)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(bào) 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(zhǎng)選擇器(ipd)構(gòu)成可調(diào)諧窄帶光源,對(duì)測(cè)量光纖光柵(fbgs)陣列和參考fbgr 進(jìn)行波長(zhǎng)掃描,借助光電探測(cè)器(pin)和dsp信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)用傳感系統(tǒng)的解調(diào)。實(shí)驗(yàn)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(cè)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(jì)。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(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:在0～160v的電壓范圍內(nèi),中心波長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)測(cè)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(gè)光纖光柵的長(zhǎng)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(duì)應(yīng)變及溫度的不同感應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變及溫度的同時(shí)測(cè)量?？衫貌ǚ謴?fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式應(yīng)變及溫度的測(cè)量。應(yīng)變、溫度的測(cè)量分辨率分別可達(dá)1.3με及0.12℃。

提出了一種由單個(gè)光纖光柵和一個(gè)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(shí),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(lèi)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(shí),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(shí),則能實(shí)現(xiàn)fwhm小于0.02nm的單頻輸出。器件只需單個(gè)光柵,克服了制作兩個(gè)完全相同光柵的困難。

將長(zhǎng)周期光纖光柵(lpg)和光纖sagnac環(huán)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了折射率和溫度的同時(shí)測(cè)量。首先利用二氧化碳激光器在保偏光纖上制作了長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)選擇其某一透射峰作為測(cè)試對(duì)象,其波長(zhǎng)隨溫度變化,強(qiáng)度隨折射率變化,因此可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)參量的同時(shí)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成本低、簡(jiǎn)單實(shí)用,具有較好的應(yīng)用前景。

基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)軟件 摘要：基于labview的光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)軟件，可 以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示和報(bào)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(cè)方面發(fā)揮重要的作用，同時(shí)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(kù) 中圖分類(lèi)號(hào)：tp311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(gè)領(lǐng) 域，如電力電網(wǎng)、橋梁隧道、石油化工、航空航天，實(shí)現(xiàn)了 高精度、遠(yuǎn)距離、分布式和長(zhǎng)期性監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求。本文針 對(duì)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(cè) 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。為實(shí)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(wú)源器件，光纖光柵傳感技術(shù)是利用測(cè)量環(huán) 境對(duì)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(cè)井重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安７１００６５） 專(zhuān)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(cè)法、光柵色散法等幾種信號(hào)解調(diào)技術(shù)并進(jìn)行 了簡(jiǎn)要的評(píng)述。 關(guān)鍵詞：光纖光柵；光源；傳感；解調(diào) 中圖分類(lèi)號(hào)：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(cè)量的裝置和器件。波長(zhǎng)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(jiǎn)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(shí)驗(yàn)室器件,設(shè)計(jì)了一個(gè)利用光纖光柵監(jiān)測(cè)應(yīng)力以及溫度的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光纖光柵的基本特性,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力及溫度的監(jiān)測(cè)。通過(guò)自行搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)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(kāi)發(fā)光纖耦合器的新功能,采用熔錐技術(shù)制作波長(zhǎng)敏感耦合器,該耦合器在分光的同時(shí)對(duì)波長(zhǎng)敏感。通過(guò)耦合理論驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值相符合。實(shí)驗(yàn)中得到波長(zhǎng)靈敏度最大值為17.86%/nm的耦合器。采用拉錐工藝制作波長(zhǎng)敏感耦合器工藝簡(jiǎn)單,耦合比峰值對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)控制易于實(shí)現(xiàn)。該耦合器可用于光纖光柵布拉格波長(zhǎng)漂移解調(diào)。令待解調(diào)光纖光柵布拉格波長(zhǎng)與耦合器波長(zhǎng)靈敏度最大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)一致,當(dāng)波長(zhǎng)發(fā)生漂移時(shí),耦合器輸出耦合比發(fā)生變化。自制的波長(zhǎng)敏感耦合器實(shí)現(xiàn)了對(duì)布拉格波長(zhǎng)為1566.71nm光纖光柵波長(zhǎng)漂移的解調(diào),波長(zhǎng)漂移1.80nm,耦合比變化20.34%。此種解調(diào)方式具有光路簡(jiǎn)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(cè)。

光纖光柵傳感信號(hào)的解調(diào)問(wèn)題

光纖光柵位移傳感器

光纖光柵感溫探測(cè)系統(tǒng)