光纖激光腔內的FBG傳感特性研究.pdf

1、光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating, FBG)傳感具有質量輕、抗電磁干擾、體積小、靈敏度高等優(yōu)點,從而得到了廣泛關注。在以往的研究工作里,傳感器系統(tǒng)所用光源多為寬帶光源或可調諧光源等,然而這種方案的信噪比往往不高,而且具有功耗大的缺點,同時使用寬帶光源作為傳感光源時還存在反射譜的3dB帶寬較寬不利于解調。
　　本文根據FBG傳感器研究現狀,提出了基于多波長摻鉺光纖激光器的腔內FBG傳感系統(tǒng),利用互相關算法進行波

2、長解調的方案。首先,描述了FBG的傳感理論,概括了多波長光纖激光器的工作原理,并且總結了FBG在多波長光纖激光器腔內傳感的優(yōu)勢。其次,為了更好研究多波長激光器輸出特性,研究多波長摻鉺光纖激光器腔內波長及光強的動態(tài)變化過程,本文構建了一個描述光纖激光器腔內振蕩的理論迭代模型,并且從單波長輸出到多波長輸出兩方面研究輸出激光的特性。再次,提出一種雙波長線性腔結構的摻鉺光纖激光器的FBG傳感系統(tǒng)研究方案。采用多波長摻鉺光纖激光器為傳感光源,引入

3、兩個FBG為激光器腔鏡同時作為濾波元件,同時還將其作為傳感元件,其中一個FBG用于應力傳感,另一個用于溫度補償。激光器通過采用引入非線性光纖環(huán)境(Nonlinear Optical Loop Mirror, NOLM)的方法,來抑制模式競爭,實現雙波長的輸出。對于解調部分,采用分辨率為0.01nm的光譜儀對傳感信號進行掃描,并利用互相關算法進行解調。研究表明,所設計的基于多波長光纖激光器的光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)方案切實可行,能夠有效地提