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文檔簡介
1、在光纖布拉格光柵(FBG)傳感解調(diào)系統(tǒng)中,解調(diào)速度、分辨率及可復(fù)用的FBG數(shù)量為三個(gè)重要指標(biāo)。本文提出了基于階躍掃頻光源的FBG傳感及傳感信號(hào)全光波長變換技術(shù)。階躍掃頻光源利用射頻信號(hào)控制單邊帶(SSB)調(diào)制器實(shí)現(xiàn)掃頻輸出,不僅避免了傳統(tǒng)機(jī)械掃頻方式帶來的輸出頻率的非線性,提高了掃頻速度,且采用腔外掃頻的方式,不影響激光線寬,從而減少對(duì)解調(diào)分辨率的影響。利用全光波長變換技術(shù),將各傳感節(jié)點(diǎn)的多波長傳感信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定波長上的時(shí)分復(fù)用信號(hào),釋
2、放每個(gè)節(jié)點(diǎn)占用的光譜資源,提高傳感網(wǎng)復(fù)用傳感器的數(shù)量。本文的主要內(nèi)容如下:
一、基于單波長階躍掃頻光源的FBG傳感解調(diào)研究
1、以窄線寬分布反饋(DFB)激光器作為種子光源,實(shí)現(xiàn)了單波長階躍掃頻脈沖序列的穩(wěn)定輸出,對(duì)步長為80pm的掃頻光源進(jìn)行線性擬合,掃頻線性度為1。
2、利用不同掃頻步長的階躍掃頻光源分別對(duì)FBG溫度和應(yīng)力傳感進(jìn)行解調(diào),得到FBG應(yīng)變靈敏度1.566pm/με,中心波長隨應(yīng)力變化線性度0
3、.99944,溫度靈敏度為10.004pm/℃,溫度線性度0.99946。將解調(diào)結(jié)果與光譜儀測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較,中心波長最大偏差僅5.15pm。
二、基于多波長并行階躍掃頻光源的FBG傳感解調(diào)研究
1、以四個(gè)DFB耦合作為種子光源,DFB波長間隔為0.4nm,掃頻步長為20pm,實(shí)現(xiàn)了四波長并行階躍掃頻輸出,光譜平坦度為±2.65dB,掃頻范圍為1.6nm(1548.72nm~1550.32nm),掃描頻率為133.3
4、kHz。
2、將上述光源應(yīng)用于FBG溫度傳感,得到的溫度靈敏度為10pm/℃,線性度為0.99487,波長重復(fù)性為1.91pm。將解調(diào)結(jié)果與光譜儀測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì),兩種結(jié)果的中心波長最大偏差為6.32pm。
三、FBG傳感信號(hào)波長變換
1、提出一種可高效利用光譜資源的傳感網(wǎng)模型,設(shè)計(jì)了基于電吸收調(diào)制器的全光波長變換實(shí)驗(yàn),對(duì)FBG傳感信號(hào)進(jìn)行了波長變換及解調(diào),結(jié)果表明波長變換成功保留了傳感信號(hào)所攜帶的信息,波
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