复用型FBG传感器解调系统的研究与设计

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光纤光栅是目前最有发展前途、最具有代表性的光纤无源器件之一,在光纤通信、光纤传感等领域得到了广泛应用,其中光纤 Bragg 光栅传感器是光纤传感器领域的典范。随着光纤光栅应用,FBG 制作方法不断改善以及工艺不断提高,FBG 传感器实用化的另一关键技术传感信息的解调变得越来越突出。 本文致力于开发一种复用型光纤 Bragg 光栅传感器波长解调系统,属于应用性研究,为以后进一步研究小型化、无线化波长解调系统提供理论依据和技术基础。 从耦合模理论推导出光纤 Bragg 光栅方程,根据该方程介绍了光纤 Bragg 光栅传感原理。文中分析了多种典型的波长或波长偏移量解调技术,结合窄带光源法与可调谐F-P滤波法优点提出了该波长解调方案,可丁作丁扫描和锁定两种模式下。经过多次改进之后,完成了解调系统的搭建,该系统能够达到 1 pstrain 的静态应变分辨率和 3.3nε/平方根 Hz 动态分辨率。 该解调系统设备简单、成本低、复用性强、具有较高的动静态分辨率,并且所有波长信号都被转换为电信号,对于工业自动化或智能化十分方便。因此,该系统所用技术是一种理想的波长解调技术,能够满足某些工程应用的场合。
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