[发明专利]基于光电振荡环路的光纤光栅传感解调装置和方法

权利要求书

1.基于光电振荡环路的光纤光栅传感解调装置，其特征在于：包括由电光 调制器、第一三端口光环行器、光纤放大器、光电探测器、射频放大器、射频 滤波器以及3dB三端口射频功分器依次相连构成的光电振荡环路，宽带光源与 第二三端口光环行器的输入端口相连，所述第二三端口光环行器的输出端口与 所述电光调制器的输入端口相连，所述第二三端口光环行器的第二端口与一传 感布拉格光纤光栅相连，所述第一三端口光环行器的第二端口与一啁啾布拉格 光纤光栅相连，所述3dB三端口射频功分器的一输出端口与所述电光调制器的 电驱动端口相连，所述3dB三端口射频功分器的另一输出端口与一射频频率计 相连。

2.采用权利要求1所述的基于光电振荡环路的光纤光栅传感解调装置进行 光纤光栅解调的方法，其特征在于：包括以下步骤

1)所述宽带光源发射的光经所述第二三端口光环行器到达所述传感布拉格 光纤光栅，经传感布拉格光纤光栅反射的光再经第二三端口光环行器到达所述 电光调制器，由电光调制器输出的光信号经第一三端口光环行器的输入端口到 达啁啾布拉格光纤光栅反射，经该第一三端口光环行器的输出端口到达所述光 纤放大器放大后，进入所述光电探测器进行光电转换，得到的电信号通过射频 放大器的放大、射频滤波器的滤波，经3dB三端口射频功分器到达电光调制器 的电驱动端口，由电光调制器进行电光转换，如此往复形成光电振荡环路，在 3dB三端口射频功分器的输出端口得到一定频率的射频信号输出，其频率为

f＝kc/nL(1)

其中n为光纤折射率，c为真空中的光速，L为光电振荡环路长度，k为整 数，k值大小由射频滤波器频率大小决定，同时输出射频信号频率由射频滤波器 频率决定；射频滤波器带宽一方面要小于振荡谐波的自由频谱范围f＝c/nL，另 一方面决定了该传感解调系统的测量范围；

2)当外界传感参量变化时，光电振荡环路中所述传感布拉格光纤光栅的反 射峰波长会随之发生改变，其改变量为Δλ，则其对应在所述啁啾布拉格光纤光 栅中的反射位置会发生变化，其变化量可以表示为Δz＝Δλ/D，其中D为啁啾布 拉格光纤光栅的啁啾率，此时，输出射频信号频率变化为

f'＝kc/n(L+Δz)(2)

3)采用射频频率计测量输出信号频率，则可根据(1)(2)两式得到光在 啁啾布拉格光纤光栅反射位置的变化Δz，继而由Δλ＝Δz/D得到传感布拉格光纤 光栅的波长变化量，从而对传感参量进行解调。