李政颖 周磊 孙文丰 李子墨 王加琪 郭会勇 王洪海

1)(武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉 430070)2)(武汉理工大学,光纤传感技术国家工程实验室,武汉 430070)(2016年5月24日收到;2016年9月28日收到修改稿)

基于色散效应的光纤光栅高速高精度解调方法研究∗

李政颖1)2)†周磊1)孙文丰1)李子墨1)王加琪1)郭会勇2)王洪海2)

1)(武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉 430070)2)(武汉理工大学,光纤传感技术国家工程实验室,武汉 430070)(2016年5月24日收到;2016年9月28日收到修改稿)

利用普通单模光纤(SMF)与色散补偿光纤(DCF)分别具有正色散和负色散系数特性,实现光纤光栅阵列的高速高精度解调.系统采用全光纤结构,仅需发出单一高速光脉冲,即可根据反射光脉冲时延差同时获取各个光栅的波长与位置信息,大幅提高了光纤光栅解调速度;通过建立DCF-SMF双通道和色散差矫正模型,削弱了温度变化及色散值误差对系统解调精度的影响.实验表明,本方法解调速率可达1 MHz,解调过程受传感网络光纤及双通道温变影响较小,具有良好稳定性及高精度;5—75◦C温度扰动实验中,传感网络传输光纤温变时系统解调均方差16.8pm,DCF-SMF双通道受温度扰动时系统解调均方差为11.9pm,恒温下系统长时间解调时均方差为6.4pm;应力实验中,解调线性度可达0.9998,解调精度约为8.5pm.

光纤传感,普通单模光纤,色散补偿光纤,高速高精度

1引 言

光纤布拉格光栅( fi ber Bragg grating,FBG)因具有灵敏度高、体积小、抗电磁干扰、防腐蚀及易组……