[发明专利]基于长周期光纤光栅对传感器的双参量测量方法

摘要

本发明涉及了一种基于长周期光纤光栅对传感器的双参量测量的方法。目前还没有人提出一种高效廉价的LPGP传感器的双参量测量方法。本发明中宽带光通过LPGP，产生一个由光纤芯层包层折射率差引起的光程差，该光程差被一个可扫描的麦克尔逊干涉仪补偿并得到干涉条纹。干涉条纹的强度主要对LPGP的曲率敏感，对干涉条纹进行傅氏变化可得到LPGP中长周期光纤光栅光谱损耗峰的中心波长，该波长位置主要对温度信号敏感。从而完成LPGP传感器的双参量信号获取。另外通过利用矩阵法来消除参量之间的交叉影响。本发明具有成本低廉的优点，适合集成化和仪器化。

主权项

1、基于长周期光纤光栅对传感器的双参量测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)选用波长范围覆盖长周期光栅透射损耗峰的宽带光源，宽带光经过单向隔离器进入长周期光纤光栅对后，得到一个引入光程差的信号光；(2)信号光进入一个3-dB光纤耦合器，3-dB光纤耦合器将光信号分成等光强的两束，两束等光强的信号光分别通过光纤准直器入射到反射镜上并反射耦合回光纤；通过控制其中一个反射镜以速度V移动，使两路信号光之间引入另一个光程差，并产生扫描，从而补偿长周期光纤光栅对传感器引入的光程差；(3)补偿后的两路光信号在3-dB耦合器中汇合干涉，干涉信号经3-dB耦合器的一臂，由光电二极管转化为电信号，由数据采集卡采集，得到时间序列的干涉信号，表示为$I\left(t\right)=D+A\cos (2\pi ·\frac{2V}{{\lambda }_0}·t+\phi );$ (4)时间序列的干涉信号经过高通滤波器，获得表示干涉强度的交流分量A，其与长周期光纤光栅对曲率信号C成线性关系A＝nC+m，该线性关系中的n和m值通过实验室定标确定；(5)时间序列的数据通过傅氏变换，获得长周期光纤光栅对中长周期光纤光栅的透射谱损耗峰中心波长λ0，其与外界温度T成线性关系λ0＝pT+q；该线性关系中的p和q值通过实验室定标确定；(6)通过测量交流分量A和中心波长λ0，利用第(4)步和第(5)步的线性关系，获得曲率C和温度T。