專利名稱：一種基于微波光子濾波器的光纖光柵傳感解調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖傳感和微波光子學(xué)的交叉技術(shù)領(lǐng)域，涉及光纖光 柵傳感解調(diào)技術(shù)，特別涉及一種基于微波光子濾波器的光纖光柵傳感解調(diào) 裝置。
背景技術(shù)：
光纖光柵被廣泛應(yīng)用于應(yīng)力，溫度和折射率傳感系統(tǒng)中。在光纖光柵 傳感領(lǐng)域，發(fā)展快速解調(diào)出光纖光柵波長(zhǎng)變化量的方法和低成本設(shè)備具有 十分重大的意義。
傳統(tǒng)的光纖光柵解調(diào)方法常采用光學(xué)濾波器解調(diào)方法，如可調(diào)諧F-P 濾波法，非平衡M-Z光纖干涉儀法及匹配光柵法等。這些方法或者對(duì)光學(xué) 濾波器的性能要求較高，成本較高；或者需要較多的光學(xué)濾波器，成本較 高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，比較難實(shí)用化。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于微波光子濾 波器的光纖光柵傳感解調(diào)裝置，
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)是寬帶光源與三端口光環(huán)形器的第一端口光 連接，三端口光環(huán)形器的第二端口與傳感布拉格光纖光柵的一端光連接， 三端口光環(huán)形器的第三端口與電光調(diào)制器的輸入端光連接，電光調(diào)制器的 輸出端與光纖放大器的輸入端光連接，電光調(diào)制器的電驅(qū)動(dòng)口與信號(hào)源電 連接，光纖放大器的輸出端與薩尼亞克環(huán)的輸入端口光連接，薩尼亞克環(huán) 的輸出端口與光電探測(cè)器的輸入端光連接，光電探測(cè)器的輸出端與電功率 計(jì)的輸入端電連接；所述的薩尼亞克環(huán)包括3-dB四端口光纖耦合器和線性 啁啾光纖光柵，線性啁啾光纖光柵的兩端分別通過(guò)兩段光纖與3-dB四端口 光纖耦合器的兩個(gè)輸出端口光連接，3-dB四端口光纖耦合器的另兩個(gè)端口 分別作為薩尼亞克環(huán)的輸入端口和輸出端口。本實(shí)用新型采用啁啾光纖光柵不等臂薩尼亞克環(huán)結(jié)構(gòu)，利用其對(duì)一定 頻率的電信號(hào)的濾波作用，將傳感布拉格光纖光柵的波長(zhǎng)漂移量轉(zhuǎn)換為該 特定頻率電信號(hào)的強(qiáng)度變化量，從而將波長(zhǎng)信息解調(diào)出來(lái)。本實(shí)用新型將 光纖光柵的波長(zhǎng)變化量轉(zhuǎn)化為調(diào)制電信號(hào)的功率變化量，從而對(duì)調(diào)制的電 信號(hào)進(jìn)行功率檢測(cè)，由于所需電信號(hào)處理芯片較為成熟，因而大大降低了 解調(diào)裝置的成本和復(fù)雜度。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，基于微波光子濾波器的光纖光柵傳感解調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)是 寬帶光源1與三端口光環(huán)形器2的第一端口光連接，三端口光環(huán)形器2的 第二端口與傳感布拉格光纖光柵3的一端光連接，三端口光環(huán)形器2的第
三端口與電光調(diào)制器5的輸入端光連接，電光調(diào)制器5的輸出端與光纖放 大器6的輸入端光連接，電光調(diào)制器5的電驅(qū)動(dòng)口與信號(hào)源4電連接，光 纖放大器6的輸出端與薩尼亞克環(huán)的輸入端口光連接，薩尼亞克環(huán)的輸出 端口與光電探測(cè)器11的輸入端光連接，光電探測(cè)器11的輸出端與電功率 計(jì)12的輸入端電連接；所述的薩尼亞克環(huán)包括3-dB四端口光纖耦合器7 和線性啁啾光纖光柵10，線性啁啾光纖光柵10的兩端分別通過(guò)兩段光纖8 和9與3-dB四端口光纖耦合器7的兩個(gè)輸出端口光連接，3-dB四端口光 纖耦合器10的另兩個(gè)端口分別作為薩尼亞克環(huán)的輸入端口和輸出端口。 該裝置的具體解調(diào)方法是
寬帶光源經(jīng)過(guò)光環(huán)形器進(jìn)入傳感布拉格光纖光柵，經(jīng)過(guò)反射后，進(jìn)入 電光調(diào)制器(E0M)中被頻率為/的電信號(hào)調(diào)制后進(jìn)入光纖放大器中進(jìn)行放 大；傳感布拉格光纖光柵的反射峰位于寬帶光源的中心波長(zhǎng)附近；
放大后的光進(jìn)入薩尼亞克環(huán)；薩尼亞克環(huán)包括3-dB四端口光纖耦合器 和線性啁啾光纖光柵，所述的線性啁啾光纖光柵為通過(guò)紫外光在光纖中寫(xiě) 入的折射率調(diào)制的光纖器件，在線性啁啾光纖光柵的不同位置反射不同波 長(zhǎng)，光薩尼亞克環(huán)兩臂的長(zhǎng)度分別為A和A;放大后的光由3-dB四端口光 纖耦合器的輸入端口進(jìn)入薩尼亞克環(huán)后分為兩路，分別進(jìn)入薩尼亞克環(huán)的兩臂；
進(jìn)入薩尼亞克環(huán)的兩臂的光經(jīng)過(guò)線性啁啾光纖光柵反射后，從四端口
3-dB光纖耦合器的輸出端口輸出，進(jìn)入光電探測(cè)器，轉(zhuǎn)化成功率為S的電
信號(hào)，
Pe =尸0 [1 + m cos(A^ / 2) sin(2;r/f + ^ )] (1)
其中尸。為寬帶光經(jīng)過(guò)傳感布拉格光纖光柵反射回來(lái)的功率，m為電光調(diào)制
器的調(diào)制深度，A為光電探測(cè)器輸出電信號(hào)的相位，A^為調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)
過(guò)薩尼亞克環(huán)兩臂的相位差，
A^ = 4;r/.we# 一丄2+2z-/)/c (2)
其中％為光纖折射率，c為光在真空中傳輸?shù)乃俣龋?為線性啁啾光纖光柵 的長(zhǎng)度，z為光在線性啁啾光纖光柵中發(fā)生反射的位置，由傳感布拉格光 纖光柵的波長(zhǎng)決定；對(duì)于選定頻率的電信號(hào)，在光電探測(cè)器上探測(cè)到的電 信號(hào)功率同薩尼亞克環(huán)兩臂的相位差有關(guān)，即和調(diào)制光在線性啁啾光纖光 柵反射的位置有關(guān)；
將光電探測(cè)器得到的電信號(hào)接入電功率計(jì)，讀出功率大小即可得到傳 感光纖光柵的波長(zhǎng)。
權(quán)利要求1、一種基于微波光子濾波器的光纖光柵傳感解調(diào)裝置，其特征在于寬帶光源與三端口光環(huán)形器的第一端口光連接，三端口光環(huán)形器的第二端口與傳感布拉格光纖光柵的一端光連接，三端口光環(huán)形器的第三端口與電光調(diào)制器的輸入端光連接，電光調(diào)制器的輸出端與光纖放大器的輸入端光連接，電光調(diào)制器的電驅(qū)動(dòng)口與信號(hào)源電連接，光纖放大器的輸出端與薩尼亞克環(huán)的輸入端口光連接，薩尼亞克環(huán)的輸出端口與光電探測(cè)器的輸入端光連接，光電探測(cè)器的輸出端與電功率計(jì)的輸入端電連接；所述的薩尼亞克環(huán)包括3-dB四端口光纖耦合器和線性啁啾光纖光柵，線性啁啾光纖光柵的兩端分別通過(guò)兩段光纖與3-dB四端口光纖耦合器的兩個(gè)輸出端口光連接，3-dB四端口光纖耦合器的另兩個(gè)端口分別作為薩尼亞克環(huán)的輸入端口和輸出端口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于微波光子濾波器的光纖光柵傳感解調(diào)裝置。本實(shí)用新型包括寬帶光源、三端口光環(huán)形器、傳感布拉格光纖光柵、電光調(diào)制器、光纖放大器、薩尼亞克環(huán)、光電探測(cè)器、電功率計(jì)，3-dB四端口光纖耦合器的兩個(gè)端口通過(guò)兩段光纖與線性啁啾光纖光柵的兩端光連接，另兩個(gè)端口作為薩尼亞克環(huán)的輸入端口和輸出端口。本實(shí)用新型將光纖光柵的波長(zhǎng)變化量轉(zhuǎn)化為調(diào)制電信號(hào)的功率變化量，再對(duì)調(diào)制的電信號(hào)進(jìn)行功率檢測(cè)，大大降低了解調(diào)裝置的成本和復(fù)雜度。
文檔編號(hào)G02F1/35GK201392204SQ20092011813
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者付宏燕, 何賽靈 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)