[实用新型]一种布拉格光纤光栅传感解调装置

说明书

技术领域

本实用新型属于传感技术领域，涉及一种布拉格光纤光栅传感解调装置。

背景技术

布拉格光纤光栅(FBG)由于其特有的光纤内部敏感、波长编码、易于组网等优点而成为光纤传感的一种重要器件并已得到广泛应用，如：铁路、大桥、水坝等的健康监测，主干输电线沿线的温度监控等。传统的光纤光栅解调方法常采用光学滤波器解调方法，如可调谐F-P滤波法，匹配光栅法等。这些方法或者对光学滤波器的性能要求较高，成本较高；或者需要较多的光学滤波器，成本较高且结构复杂，限制了其在实际应用中的推广。

相干解调是近年来出现的一种新的光纤光栅传感解调方案，它具有结构简单，价格低廉等优点。但是现有的光纤光栅传感相干解调方案都是基于探测干涉信号的幅值的强度解调，而干涉信号强度受到光源稳定性、光纤损耗及其他一些环境不确定性影响，因此强度解调方案的测量精确度受到了一定的限制。另外，现有相干解调方案只能测出光栅波长的变化量，而不能测出其是往长波还是短波方向变化。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种布拉格光纤光栅传感解调装置。

本实用新型包括中心波长在光通信波段的宽带光源、光纤隔离器、四端口3-dB光纤耦合器、偏振控制器、可调光纤延迟线、三端口3-dB光纤耦合器、传感光纤光栅、线性啁啾光纤光栅、光电探测器、示波器。宽带光源的光输出端与光纤隔离器的输入端口光连接，光纤隔离器的输出端与四端口3-dB光纤耦合器的输入端口光连接；四端口3-dB光纤耦合器的两个输出端口同侧，其中一个输出端口与偏振控制器的输入端光连接，偏振控制器的输出端与三端口3-dB光纤耦合器双端口端的一个端口光连接；四端口3-dB光纤耦合器的另一个输出端口与可调光纤延迟线的一端光连接，可调光纤延迟线的另一端与三端口3-dB光纤耦合器双端口端的另一个端口光连接；三端口3-dB光纤耦合器单端口端的端口与传感光纤光栅的一端光连接，传感光纤光栅的另一端通过光纤与线性啁啾光纤光栅光连接，传感光纤光栅所在的光纤、线性啁啾光纤光栅所在的光纤、以及连接传感光纤光栅和线性啁啾光纤光栅的光纤的光纤芯层有效折射率相同；四端口3-dB光纤耦合器的与输入端口同侧的另一个端口与光电探测器的光信号输入端连接，光电探测器的电信号输出端与示波器连接。

本实用新型利用啁啾光纤光栅不同位置反射波长不同的原理，把传感光纤光栅波长的变化转化为系统光程差的变化，然后通过低相干解调方法测出此光程差，可以准确得到传感光纤光栅的波长变化，进而得到传感量。本实用新型可以达到很高的波长分辨率和测量精度，具有抗干扰性强，结构简单，成本低廉等优点，并且可以通过选用不同的作为参考的啁啾光纤光栅可以达到获得不同的分辨率和参量范围，非常适用于实际应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种布拉格光纤光栅传感解调装置包括中心波长在光通信波段的宽带光源1、光纤隔离器2、四端口3-dB光纤耦合器3、偏振控制器4、可调光纤延迟线8、三端口3-dB光纤耦合器5、传感光纤光栅6、线性啁啾光纤光栅7、光电探测器10、示波器9。宽带光源1的光输出端与光纤隔离器2的输入端口光连接，光纤隔离器2的输出端与四端口3-dB光纤耦合器3的输入端口光连接；四端口3-dB光纤耦合器3的两个输出端口同侧，其中一个输出端口与偏振控制器4的输入端光连接，偏振控制器4的输出端与三端口3-dB光纤耦合器5双端口端的一个端口光连接；四端口3-dB光纤耦合器3的另一个输出端口与可调光纤延迟线8的一端光连接，可调光纤延迟线8的另一端与三端口3-dB光纤耦合器5双端口端的另一个端口光连接；三端口3-dB光纤耦合器5单端口端的端口与传感光纤光栅6的一端光连接，传感光纤光栅6的另一端通过光纤与线性啁啾光纤光栅7光连接，传感光纤光栅所在的光纤、线性啁啾光纤光栅所在的光纤、以及连接传感光纤光栅和线性啁啾光纤光栅的光纤的光纤芯层有效折射率相同；四端口3-dB光纤耦合器3的与输入端口同侧的另一个端口与光电探测器10的光信号输入端连接，光电探测器10的电信号输出端与示波器9连接。

具体的解调方法包括以下步骤：