[发明专利]一种弱反FBG-FIZEAU传感装置

权利要求书

1.一种弱反FBG-FIZEAU传感装置，包括用于将多个不同波长的扫描激光进行反射的传感端(11)和对传感端(11)反射的光信号进行解调从而得到测量结果的解调端(12)，其特征在于：

所述传感端(11)包括光环行器(4)和保偏光纤(5)，每段保偏光纤(5)内设有与扫描激光波长数量相等的光纤谐振腔(10)，所述光纤谐振腔(10)为弱反FBG-FIZEAU光纤谐振腔(10)，每个光纤谐振腔(10)构成一个传感子单元，保偏光纤(5)中的传感子单元组成一组传感单元，每段保偏光纤(5)对应串接一个光环形器(4)，光环形器(4)的端口2与保偏光纤(5)的前端连接，设置在两段保偏光纤(5)之间的光环形器(4)的端口1与前一段保偏光纤(5)的后端连接；

所述解调端(12)包括产生多个波长的扫描激光输出的多波长扫描激光器(1)、与多波长扫描激光器(1)顺序连接的偏振控制器(2)、线偏器(3)、光开关(6)、波分复用器(7)、与扫描激光波长数量相等的光电探测器(8)、信号分析模块(9)；所述信号分析模块(9)还与多波长扫描激光器(1)、光开关(6)连接，所述传感端(11)中位于首位的光环形器(4)的端口1与线偏器(3)的输出端连接，所述光开关(6)设有与光环形器(4)数量相等的输入端，光开关(6)的输入端分别与光环形器(4)的端口3连接，光开关(6)的输出端与波分复用器(7)连接，每组传感单元中的每个传感子单元反射对应波长的扫描激光形成两路反射光，两路反射光经光环形器(4)、光开关(6)传输出至波分复用器(7)进行波分解，透射光传输至下一个光环形器(4)，波分复用器(7)将反射光进行波分解后通过光电探测器(8)形成传感信号输出至信号分析模块(9)进行解调。

2.根据权利要求1所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：每个光纤谐振腔(10)包括设于两端的布拉格光栅(13)以及位于两端的布拉格光栅(13)之间的保偏光纤体部(14)，位于两端的布拉格光栅(13)的布拉格光栅中心波长相等，反射率为5％至10％之间。

3.根据权利要求2所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：每组传感单元中传感子单元的布拉格光栅中心波长与多波长扫描激光器(1)发出的多个扫描激光的波长一一对应。

4.根据权利要求3所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：所述保偏光纤(5)中的弱反FBG-FIZEAU光纤谐振腔(10)通过相位模板曝光法制得。

5.根据权利要求4所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：所述弱反FBG-FIZEAU光纤谐振腔(10)的腔长小于多波长扫描激光器(1)的相干长度。

6.根据权利要求1所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：所述信号分析模块(8)通过测量传感信号的条纹对比度变化从而实现解调。

7.根据权利要求6所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：当传感信号带来的条纹对比度变化小于其变化的单调范围时，通过傅立叶变换求得条纹对比度，从而实现传感信号解调。

8.根据权利要求6所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：当传感信号带来的条纹对比度变化大于其变化的单调范围时，通过FBG波长漂移对条纹对比度变化周期数进行计算，然后通过傅里叶变换求得条纹对比度，从而实现大范围传感信号解调。

9.根据权利要求1所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：所述线偏器(3)的偏振方向与保偏光纤(5)的快轴和慢轴的夹角分别为45度。

10.根据权利要求1所述的弱反FBG-FIZEAU传感装置，其特征在于：所述保偏光纤(5)与光环形器(4)采用对轴模式熔接。