[发明专利]一种基于偏芯相移光纤光栅的曲率解调装置及其方法

权利要求书

1.一种基于偏芯相移光纤光栅的曲率解调装置，其特征在于：

包括激光器、偏振控制器、电光相位调制器、光环形器、曲率传感器、掺铒光纤放大器、光电探测器、射频功分器和微波功率放大器；

激光器的输出端与偏振控制器连接，偏振控制器的输出端与电光相位调制器连接，电光相位调制器的输出端与光环形器1端口连接，光环形器2端口与曲率传感器双向连接，光环形器3端口与掺铒光纤放大器连接，掺铒光纤放大器的输出端与光电探测器连接，光电探测器的输出端与射频功分器连接，射频功分器的其中一个输出端与微波功率放大器连接，微波功率放大器的输出端与电光相位调制器连接，射频功分器的另外一个输出端输出测量信号；

所述的曲率传感器为在纤芯写入相移光纤光栅的偏芯光纤；

对于偏芯光纤，当偏芯光纤中纤芯与中性轴距离越远，曲率传感器的灵敏度越高，在曲率传感器曲率值和弯曲方向不变的情况下，纤芯离中性轴越远，导致的曲率解调装置输出的微波信号频率变化量也就越大。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏芯相移光纤光栅的曲率解调装置，其特征在于：所述的激光器为窄线宽可调谐激光器。

3.根据权利要求1所述的一种基于偏芯相移光纤光栅的曲率解调装置，其特征在于：所述的曲率传感器的传感信息通过与曲率传感器连接的标准单模光纤提取，所述偏芯光纤与所述标准单模光纤具有相同的纤芯直径，以减少连接损耗。

4.根据权利要求1所述的一种基于偏芯相移光纤光栅的曲率解调装置，其特征在于：所述的曲率传感器为写入相移光纤光栅的单芯偏芯光纤或者在非中心纤芯中写入相移光纤光栅的多芯光纤。

5.一种基于偏芯相移光纤光栅的曲率解调方法，采用权利要求1～4中任意一项所述的装置，其特征在于：包括以下步骤：

S01：激光器输出信号经偏振控制器进入电光相位调制器；

S02：电光相位调制器产生的相位调制信号进入光环形器1端口，并从光环形器2端口输出，进入相移光纤光栅；

S03：相位调制信号被相移光纤光栅反射后，再次进入光环形器2端口并从光环形器3端口输出；

S04：从光环形器3端口输出的信号经掺铒光纤放大器放大后在光电探测器处拍频生成微波信号；

S05：当微波信号通过射频功分器后会分成两路信号输出，其中一路信号被微波功率放大器放大后作为反馈信号注入相位调制器的射频调制端口，实现反馈调制；另一路信号用于输出测量；

S06：通过测量生成的输出信号，从而解调曲率传感器的曲率值及弯曲方向。

6.根据权利要求5所述的一种基于偏芯相移光纤光栅的曲率解调方法，其特征在于：当相移光纤光栅受拉应变的时候，中心波长增大，陷波中心随反射谱向长波长方向漂移；当相移光纤光栅受压应变的时候，中心波长减小，陷波中心随反射谱向短波长方向漂移；从而导致光源载波与相移光纤光栅反射谱的陷波中心频率差发生改变，进而输出微波信号频率随之改变。