[实用新型]基于三角形谱光纤光栅的传感波长解调器

说明书

技术领域

本实用新型涉及基于三角形谱光纤光栅传感波长解调器，适用于光纤通信、光纤传感、交通信息工程及控制技术等领域。

背景技术

光纤光栅是利用光纤中的光敏性制成的。光纤光栅按照周期可以分为布拉格光纤光栅和长周期光纤光栅，布拉格光纤光栅一般周期在1微米以下，长周期光纤光栅的波长在1微米以上。布拉格光纤光栅在很多情况下简称为光纤光栅，其按照周期特性来说，可以分为周期均匀不变的均匀光纤光栅，或者周期沿纵向改变的啁啾光纤光栅。均匀光纤光栅反射谱带宽一般小于0.5nm，啁啾光纤光栅的带宽可以从0.1nm到几十nm，甚至一百多nm宽。

光纤光栅传感器的基本原理是利用光纤光栅光谱，尤其是其峰值位置随温度和应力变化的特性，将外界被测量的变化转变为布拉格波长的变化，因此如何检测布拉格波长的微小变化即对波长编码信号进行解调成了光纤光栅传感器实用化的关键问题。解调系统就是用来完成测量布拉格波长的变化。只有通过解调系统才能获取外界被测量的信息，实现传感的实用意义和价值，它在整个传感器系统中具有重要的作用。

光纤光栅传感具有光纤传输系统的不带电、抗射频、抗电磁干扰、防燃、防爆、抗腐蚀、耐高压、耐电离辐射、重量轻、体积小及具有大信号传输带宽等优点，光纤光栅传感应用越来越广泛。

三角形谱光纤光栅三角形Bragg光栅，或者称之为三角形布拉格光纤光栅属于非线性啁啾光纤光栅，其特性是：在其带宽范围内，反射率与入射光波长的改变在一定波长范围内成线性关系。可以利用三角形谱光纤光栅的这个特性，将波长变化的信号转换为光功率变化的信号。

波长解调方案主要分为匹配滤波解调和边沿滤波解调两类。其中，利用F-P滤波器和光纤光栅的匹配滤波法解调，需要对波长进行调谐，解调速度慢，结构复杂。

而利用光纤光栅透射谱的边沿滤波解调：它是利用长周期光纤光栅透射谱的准线性区进行解调。但是，长周期光栅对环境比较敏感，与传感用的布拉格光纤光栅均匀光纤光栅的环境特性不一致，不宜采用。

由于上述光纤光栅传感解调方法的不足，为了发挥光纤光栅传感优势，利用三角形谱光纤光栅对环境敏感程度低、稳定性高并且与传感光纤光栅匹配等优点，提出一种新的光纤光栅传感解调技术显得尤为重要，设计了基于三角形谱光纤光栅的传感波长解调器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，利用三角形谱光纤光栅传感解调的优点，提出基于三角形谱光纤光栅的传感波长解调器。

本实用新型的技术方案：

一种基于三角形谱光纤光栅的传感波长解调器，该传感波长解调器的宽带光源接第一三端口光环形器的第一端口，第一三端口光环形器的第二端口接布拉格光纤光栅的一端；第一三端口光环形器的第三端口接三角形谱光纤光栅的一端，三角形谱光纤光栅的另一端与光电探测器连接。

光电探测器检测经过三角形谱光纤光栅透过来的光功率；光电探测器检测输出光强的变化量得到波长漂移量，实现传感解调；三角形谱光纤光栅和布拉格光纤光栅均具有相同的温度灵敏度，外界温度的变化引起的波长漂移特性一致，实现温度补偿。

所述的第一三端口光环形器的第三端口接第二三端口光环行器的第一端口，第二三端口光环行器的第二端口接三角形谱光纤光栅的一端，第二三端口光环行器的第三端口与光电探测器连接；

光电探测器检测经过三角形谱光纤光栅反射过来的光功率。

第一三端口光环形器由三端口耦合器取代，三端口耦合器的第一端口接宽带光源，三端口耦合器的第二端口接三角形谱光纤光栅的一端，三角形谱光纤光栅的另一端与光电探测器连接，三端口耦合器的第三端口接布拉格光纤光栅的一端；

光电探测器检测经过三角形谱光纤光栅透过来的光功率。

第一三端口光环形器由四端口光环形器取代，四端口光环形器的第一端口接宽带光源，四端口光环形器的第二端口接布拉格光纤光栅的一端，四端口光环形器的第三端口接三角形谱光纤光栅的一端，四端口光环形器的第四端口与光电探测器连接；

光电探测器检测经过三角形谱光纤光栅反射过来的光功率。

本实用新型的有益效果：

采用三角形谱光纤光栅与长周期光栅相比，具有比较稳定的性能，并且三角形谱光纤光栅与传感用的光纤光栅的环境特性一致，可以有效的分离光纤光栅的温度与应变特性。