本發(fā)明涉及一種光柵傳感系統(tǒng)，具體涉及的是一種多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本發(fā)明是針對相移光纖光柵傳感中的復(fù)用問題而設(shè)計出的多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)。

當外界溫度或應(yīng)變發(fā)生變化時，相移光纖光柵的反射峰將會移動。如果將窄線寬激光器的波長調(diào)諧到相移光纖光柵反射峰的邊緣，則外界溫度或應(yīng)變的變化將會導(dǎo)致反射光功率的變化。通過檢測反射光信號功率的變化就可獲得外界的溫度或應(yīng)變。相比于傳統(tǒng)的光纖光柵傳感，相移光纖光柵具有更陡峭的反射峰，因此，相移光纖光柵傳感系統(tǒng)的靈敏度更高。

在許多傳感領(lǐng)域，比如光纖水聽器，往往需要進行多點測量，因此迫切需要多路復(fù)用傳感系統(tǒng)。

基于此，本發(fā)明提出了基于多波長窄線寬激光器的多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過采用多波長窄線寬激光器，并使其輸出波長分別位于不同的相移光纖光柵透射峰的邊緣上。在接收端采用多個參考相移光纖光柵。這些參考相移光纖光柵分別與傳感相移光纖光柵一一配對，配對的相移光纖光柵對性能完全一樣。參考相移光纖光柵用于消除多波長窄線寬激光器的頻率噪聲和強度噪聲，以準確獲取傳感相移光纖光柵反射光信號功率的大小。為了將每個相移光纖光柵的反射光信號功率提取出來，采用了陣列波導(dǎo)光柵。同時，通過設(shè)計光路，使陣列波導(dǎo)光柵2用于透過參考相移光纖光柵的反射光信號，陣列波導(dǎo)光柵1用于透過傳感相移光纖光柵的反射光信號。然后將配對波長輸入平衡接收機。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下面的步驟搭建多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)；一種多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)；其特征在于方法步驟為：

（1）使多波長窄線寬激光器的輸出波長落在相移光纖光柵相移峰的邊緣，如圖3所示；

（2）多波長窄線寬激光器輸出的光經(jīng)耦合器后一分為二，一部分經(jīng)光環(huán)形器1進入到傳感相移光纖光柵組；另一部分再經(jīng)光環(huán)形器2進入到參考相移光纖光柵組；

（3）從傳感相移光纖光柵組反射回來的光信號經(jīng)環(huán)形器1后進入陣列波導(dǎo)光柵1；從參考相移光纖光柵組反射回來的光信號經(jīng)環(huán)形器2后進入陣列波導(dǎo)光柵2。

（4）陣列波導(dǎo)光柵1和陣列波導(dǎo)光柵2分別將不同波長的光信號分開，并將對應(yīng)波長的光信號輸入到平衡接收機；

（5）對從各平衡接收機出來的信號進行采集和處理，獲取外界溫度或應(yīng)變信息。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本系統(tǒng)一般只用于微弱超聲信號的探測，外界的溫度或應(yīng)變的變化不會很大。但是，如果外界的溫度或應(yīng)變變化很大，并導(dǎo)致傳感相移光纖光柵反射峰移動較大時，可能會使多波長窄線寬激光器的輸出波長沒有落在傳感相移光纖光柵反射峰上，從而導(dǎo)致系統(tǒng)失效。這時要增加反饋，以調(diào)節(jié)窄線寬激光器的輸出波長及參考相移光纖光柵的反射譜。

附圖說明

圖1是多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是某一傳感相移光纖光柵的反射譜（參考相移光纖光柵的反射譜與傳感相移光纖光柵的反射譜完全一樣），反射譜中間凹下去部分是相移光纖光柵的相移峰。

圖3是窄線寬激光器輸出波長和相移光纖光柵組反射譜的關(guān)系。從圖3中可見，工作時窄線寬激光輸出的多波長光信號分別位于傳感相移光纖光柵組的相移峰邊緣。

具體實施方式

實施方案如圖1所示。將多波長窄線寬激光器的輸出光信號的波長調(diào)諧到傳感相移光纖光柵組的相移峰邊緣，參考相移光纖光柵組和傳感相移光纖光柵組是完全一樣的。多波長窄線寬激光器的輸出光信號經(jīng)耦合器后一分為二。一部分光經(jīng)環(huán)形器1后進入傳感相移光纖光柵組，由傳感相移光纖光柵組反射回來的光信號再經(jīng)環(huán)形器1進入陣列波導(dǎo)光柵1；另一部分光經(jīng)環(huán)形器2后進入?yún)⒖枷嘁乒饫w光柵組，由參考相移光纖光柵組反射回來的光信號再經(jīng)環(huán)形器2進入陣列波導(dǎo)光柵2。從陣列波導(dǎo)光柵1和陣列波導(dǎo)光柵2出來的相同波長的光進入同一平衡接收機，最后進入多通道數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行采集及處理，并反演出傳感相移光纖光柵的溫度或應(yīng)變。

一種多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)。其特征是：

1、采用傳感相移光纖光柵組和參考相移光纖光柵組，并且傳感相移光纖光柵組中的任何一個相移光纖光柵和參考相移光纖光柵組中的其中一個相移光纖光柵性能完全一致。

2、采用兩組陣列波導(dǎo)光柵將參考相移光纖光柵組及傳感相移光纖光柵組反射回來的不同波長光信號從不同端口輸出，然后將兩個陣列波導(dǎo)光柵輸出的相同波長的光信號輸入到同一平衡接收機。

3、采用多波長窄線寬激光器，并使其輸出的多波長光信號分別位于相移光纖光柵的相移峰邊緣。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種多路復(fù)用相移光纖光柵傳感系統(tǒng)；步驟為：使多波長窄線寬激光器的輸出波長落在相移光纖光柵相移峰的邊緣；多波長窄線寬激光器輸出的光經(jīng)耦合器后一分為二，一部分經(jīng)光環(huán)形器1進入到傳感相移光纖光柵組；另一部分再經(jīng)光環(huán)形器2進入到參考相移光纖光柵組；從傳感相移光纖光柵組反射回來的光信號經(jīng)環(huán)形器1后進入陣列波導(dǎo)光柵1；從參考相移光纖光柵組反射回來的光信號經(jīng)環(huán)形器2后進入陣列波導(dǎo)光柵2。陣列波導(dǎo)光柵1和陣列波導(dǎo)光柵2分別將不同波長的光信號分開，并將對應(yīng)波長的光信號輸入到平衡接收機；對從各平衡接收機出來的信號進行采集和處理，獲取外界溫度或應(yīng)變信息。本發(fā)明的優(yōu)點是：本系統(tǒng)一般只用于微弱超聲信號的探測，外界的溫度或應(yīng)變的變化不會很大。

技術(shù)研發(fā)人員：萬生鵬;何興道;史久林
受保護的技術(shù)使用者：南昌航空大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.20
技術(shù)公布日：2017.10.20