基于可调F_P滤波器的光纤光栅传感器阵列查询技术.pdfVIP

第 27 卷　第 12 期 中　 国 　激 　光 . 27, . 12 V o l A N o 　2000 年 12 月 CH IN E SE JOU RN AL O F LA SER S D ecem ber, 2000 基于可调 滤波器的光纤光栅 F P 传感器阵列查询技术 余有龙 　谭华耀　锺永康 (香港理工大学电机工程系) 提要　利用可调 滤波器对四个光纤光栅组成的传感器阵列进行波长扫描, 借助示波器和探测 F P 器对滤波光束的时序分布进行观察, 实现地址查询。比较波长漂移前后传感阵列的反射谱, 可用于 解调, 实验结果与预期值基本一致。选用反射率相差悬殊的光栅作传感元, 有利于增加测量范围。 关键词　光纤光栅, 传感器阵列, 查询技术 1　引　言 　　对普通光纤传感器的研究已经有二十多年的历史了, 该技术由于信噪比有限且不易进行 节点式传感而未完全实用。光纤光栅(FB G) 传感器不仅可以克服上述缺点, 而且由于采用波长 编码, 传感结果不受光源功率以及光路中连接损耗的影响; 不同传感元间通过复用可进行网络 化操作, 因此该类传感器将更具实用性。FB G 传感元的信号经波长解码后可以确定被监测物 理量的变化情形; 而对 FB G 传感器阵列来说, 需要解决的不仅只有解调技术, 还必须结合适当 的查询方法, 以便确定是哪个传感元附近被测量发生了多大程度的变化。 光纤光谱仪是实验室中常见的用来检测FB G 传感器传感信号的仪器, 然而该设备过于昂 贵, 使得 FB G 传感系统难以让人接受, 所以发展成本低、结构简单的查询、解调技术将是FB G 传感系统走向实用化的关键。 目前已报道的查询方法很多[ 1～ 6 ] , 其中K er sey [ 1 ] 和D av is[ 6 ] 提出 的基于可调 滤波器的查询技术可算得上 传感技术的突破, 他们对各传感元的波长地 F P FB G 址通过 的驱动电压进行定标。本文用可调 滤波器对传感元件串进行波长扫描时, 提 F P F P 出用示波器观察滤波光强的时序分布, 从而对四个 FB G 组成的波分复用传感器阵列成功地进 行了查询和解调。该方法避免了K er sey 和D av is 方法中由于压电陶瓷磁滞而引起的系统误差。 选用反射率相差悬殊的FB G 传感元有利于增加各传感元的测量范围。 2　可调 滤波器查询、解调的原理 F P 　　对于 滤波器, 调节腔长可选择不同的透过波长。若 腔由压电陶瓷驱动, 且施加周 F P F P 　　 香港研究资助局(R GC) 资助项 目(Po lyu 5 12397E ) 。 黑龙江大学理学院物理系, 哈尔滨 150080。 收稿 日期 收到修改稿 日期 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1104 中　　　国　　　激　　　光 27 卷 期性的电压用以改变腔长, 则可实现对确定区域的波长进行周期性的滤波扫描。 若选用的 滤波器具备 相当的带宽, 施加的电压信号为均匀扫描着的周期性的锯