一種基于液晶f-p腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)和方法，采用基于液晶F-P腔可調(diào)濾波器技術(shù)，可以提高波長解調(diào)性能、降低成本，同時環(huán)形器結(jié)構(gòu)降低整個系統(tǒng)IL，提高解調(diào)探測功率，使用光隔離器ISO提高光源性能，降低回波干擾，提高整個解調(diào)器性能，增強系統(tǒng)可靠性，同時多通道陣列環(huán)形器及陣列探測器mini-PD結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效多通道陣列光纖光柵解調(diào)功能，實用型強、性能優(yōu)越、成本低、可靠性高，易于批量生產(chǎn)。
【專利說明】—種基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到多通道集成式高精度光纖光柵波長解調(diào)系統(tǒng)，特別適用于低成本、高性能、高集成度及多通道密集傳感系統(tǒng)的波長解調(diào)與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)光纖光柵所處環(huán)境物理量發(fā)生變化，將導(dǎo)致光柵纖芯折射率發(fā)生變化，即光柵的周期發(fā)生變化，從而使反射光的波長發(fā)生變化，通過解調(diào)波長的變化量，就可以測量待測物體的物理量的變化情況，因此光纖光柵可以用于溫度、應(yīng)變及應(yīng)力等物理量的傳感測量。
[0003]隨著光纖光柵的早期大量應(yīng)用于材料工業(yè)、化學(xué)醫(yī)藥、水利水電、電力、船舶、煤礦等領(lǐng)域，目前還在建筑、橋梁、水壩、管線、隧道、高速公路、機場跑道、地鐵及鐵路等領(lǐng)域大量應(yīng)用。因此對傳統(tǒng)的光纖光柵解調(diào)器，提出了更高要求，主要有三個方面:一是要求光纖光柵解調(diào)器具有高靈敏度、高分別率；二是開發(fā)體積小、多通道密集、集成度高的解調(diào)器；三是要求成本低廉、可靠性高。
[0004]目前多通道光纖光柵傳感解調(diào)器主要采用基于MEMSF-P腔可調(diào)濾波器技術(shù)方案，角度可調(diào)濾光片型可調(diào)濾波器技術(shù)方案；MEMS F-P腔濾波采用的是壓電陶瓷技術(shù)，此技術(shù)對工藝要求高，因此成品率不高，價格昂貴；而角度可調(diào)濾光片型可調(diào)濾波器技術(shù)，通常采用電機驅(qū)動方案，而電機的最大缺點是其控制時間慢，使用壽命有限制，同時體積也較大，因此這幾個方面限制其大量應(yīng)用。而隨著液晶電視技術(shù)的成熟及大批量應(yīng)用，液晶技術(shù)逐漸應(yīng)用于光通信及光纖傳感領(lǐng)域，像國外CoAdna Photonics其LC-based WSS (波長選擇開關(guān))技術(shù)大批量用于DWDM系統(tǒng)和ROADM(可重構(gòu)光分插復(fù)用器)系統(tǒng)，同時LCOS (LiquidCrystal on Silicon)硅基液晶技術(shù)大量用于投影、電視、光通信及光纖傳感領(lǐng)域；因此基于液晶技術(shù)的光可變衰減器(VOA)，液晶F-P可調(diào)濾波器得到大量應(yīng)用，成本相對于傳統(tǒng)MEMS及角度可調(diào)濾光片有顯著的降低，由于成本低廉，同時通過溫度控制技術(shù)，提高液晶的響應(yīng)時間及溫度特性，使其在光通信及光纖傳感領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種基于液晶F-P腔可調(diào)諧濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)及方法，使用本方法能提高光纖傳感系統(tǒng)整體性能指標(biāo)，降低系統(tǒng)成本，提高產(chǎn)品的可靠性，體積小，高集成度及多通道密集傳感系統(tǒng)的波長解調(diào)與應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，包括ASE寬帶光源
(I)、光隔離器IS0(2)、液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F(3)、1*2耦合器(4)、校準(zhǔn)波長(5)、min1-PD探測器(6)、TEC溫度控制器(7)、1*N耦合器(8)、環(huán)形器陣列(9)、多通道FBG光纖光柵(10)、min1-H)探測器陣列(11) ;ASE寬帶光源(I)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器ISO (2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光后，一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器(8)后經(jīng)環(huán)形器陣列(9)1端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由多通道FBG光纖光柵(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)環(huán)形器陣列(9) 3端口反射輸出，經(jīng)過min1-H)探測器陣列(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
[0008]所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，所述液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)包括:mini小型化輸入準(zhǔn)直器、PBSl起偏器、F-P腔液晶盒、PBS2檢偏器、mini小型化輸出準(zhǔn)直器。
[0009]所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，所述ASE寬帶光源⑴替換為SLED寬帶光源(13)，所述的環(huán)形器陣列(9)替換為1*2耦合器陣列(12) ；SLED寬光源(13)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器IS0(2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過i*N路耦合器(8)后經(jīng)環(huán)形器陣列(9)1端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由FBG光纖光柵(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)與經(jīng)環(huán)形器陣列(9) 3端口反射輸出，經(jīng)過min1-PD探測器陣列
(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F(3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
[0010]所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:ASE寬帶光源(I)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器IS0(2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光后，一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器(8)后經(jīng)環(huán)形器陣列
(9)I端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由多通道FBG光纖光柵
(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)環(huán)形器陣列(9)3端口反射輸出，經(jīng)過min1-H)探測器陣列(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
[0011]所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:SLED寬光源(13)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器ISO(2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器(8)后經(jīng)環(huán)形器陣列
(9)I端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由FBG光纖光柵(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)與經(jīng)環(huán)形器陣列(9) 3端口反射輸出，經(jīng)過min1-PD探測器陣列(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
[0012]本發(fā)明系統(tǒng)所述可調(diào)諧濾波器的優(yōu)點是體積小、成本低廉、TEC控制良好的溫度特性及響應(yīng)時間特性，通過采用mini小型化準(zhǔn)直器降低器件封裝尺寸，PBSl起偏器和PBS2檢偏器結(jié)構(gòu)解決器件TOL問題，結(jié)構(gòu)緊湊，性能指標(biāo)優(yōu)越。
[0013]本發(fā)明系統(tǒng)所述液晶F-P腔可調(diào)諧濾波器采用TEC溫度控制的方法，可以提高系統(tǒng)的掃描頻率達到ΙΚΗζ-ΙΟΚΗζ級，同時提高系統(tǒng)的高低溫特性、可靠性及性能指標(biāo)。
[0014]本發(fā)明系統(tǒng)采用環(huán)形器陣列結(jié)構(gòu)，I端口 coupler輸入，2端口聯(lián)接FBG光纖光柵，3端口聯(lián)接Pd探測器，因環(huán)形器IL插入損耗低，可以降低整個系統(tǒng)插入損耗(IL)，提高解調(diào)光功率水平。
[0015]本發(fā)明系統(tǒng)采用min1-PD探測器陣列結(jié)構(gòu)，通過光路結(jié)構(gòu)與電路結(jié)構(gòu)并行控制方式，可以實現(xiàn)快速多通道測量，min1-pd陣列結(jié)構(gòu)可以大大降低系統(tǒng)體積，提高系統(tǒng)集成度。
[0016]本發(fā)明系統(tǒng)所述采用ASE寬帶光源與光隔離器ISO聯(lián)接的方法，可以大大提高光源指標(biāo)性能，降低后述聯(lián)接光路結(jié)構(gòu)的回波干擾(RL)，提升光源的穩(wěn)定性及壽命。
[0017]本發(fā)明系統(tǒng)采用SLED寬帶光源與光隔離器ISO聯(lián)接的方法，可以大大提高光源指標(biāo)性能，降低后述聯(lián)接光路結(jié)構(gòu)的回波干擾(RL)，提升光源的穩(wěn)定性及壽命。
[0018]本發(fā)明系統(tǒng)采用一個固定的校準(zhǔn)波長來校準(zhǔn)液晶可調(diào)濾波器的波長偏移量的方法，可以實時校準(zhǔn)液晶可調(diào)濾波器的起始波長，從而準(zhǔn)確解調(diào)實際光纖光柵波長的偏移量。
[0019]本發(fā)明系統(tǒng)的優(yōu)點有:
[0020]1.采用基于液晶F-P腔可調(diào)諧濾波器技術(shù)作為掃描濾波器，成本低廉，液晶F-P腔可調(diào)濾波器結(jié)構(gòu)簡單；
[0021]2.通過TEC溫度控制方法，提高液晶響應(yīng)及解調(diào)時間，在ΙΚΗζ-ΙΟΚΗζ級；
[0022]3.液晶F-P腔可調(diào)濾波器通過小型化偏振耦合封裝，解決體積小，偏振相關(guān)問題(PDL)；
[0023]4.ASE或SLED寬帶光源與光隔離器ISO聯(lián)接的方法，降低后述聯(lián)接光路結(jié)構(gòu)的回波干擾(RL)，提升光源的穩(wěn)定性及壽命；
[0024]5.因環(huán)形器IL插入損耗低，可以降低整個系統(tǒng)插入損耗(IL)，提高解調(diào)光功率水平；
[0025]6.采用min1-PD探測器陣列結(jié)構(gòu)，通過光路結(jié)構(gòu)與電路結(jié)構(gòu)并行控制方式，可以實現(xiàn)快速多通道測量，min1-pd陣列結(jié)構(gòu)可以大大降低系統(tǒng)體積，提高系統(tǒng)集成度；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1實施例一中的基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)器系統(tǒng):ASE寬帶光源、環(huán)形器陣列結(jié)構(gòu)加min1-PD探測器陣列解調(diào)方案；
[0027]圖2實施例二中的基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)器系統(tǒng):ASE寬帶光源、l*2Coupler稱合器加min1-PD探測器陣列解調(diào)方案；
[0028]圖3實施例三中的基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng):SLED光源、環(huán)形器陣列結(jié)構(gòu)加min1-PD探測器陣列解調(diào)方案；
[0029]圖4實施例四中的基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng):SLED光源、1*2環(huán)形Coupler稱合器加min1-PD探測器陣列解調(diào)方案；
[0030]圖5為本發(fā)明液晶F-P腔可調(diào)濾波器結(jié)構(gòu)；
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0032]實施例一:
[0033]參考圖1，基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，包括ASE寬帶光源1、光隔離器IS02、液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F3、1*2耦合器4、校準(zhǔn)波長5、mini_PD探測器6、TEC溫度控制器7、1*N耦合器8、環(huán)形器陣列9、多通道FBG光纖光柵10、mini_PD探測器陣列11。ASE寬帶光源I出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器IS02隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F3后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器4分光后，一路進入單通道校準(zhǔn)波長5，后經(jīng)過光電min1-PD探測器6轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器8后經(jīng)環(huán)形器陣列9的I端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵10傳感器陣列，由多通道FBG光纖光柵10反射回的待測物理信息(包括應(yīng)力、溫度等)的反射信號經(jīng)與經(jīng)環(huán)形器陣列9的3端口反射輸出，經(jīng)過min1-PD探測器陣列11光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F3的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器7精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F3的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
[0034]本發(fā)明系統(tǒng)所述液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F3包括:mini小型化輸入準(zhǔn)直器、PBSl起偏器、F-P腔液晶盒、PBS2檢偏器、mini小型化輸出準(zhǔn)直器。
[0035]液晶F-P腔可調(diào)濾波器的基本工作原理基于液晶的電控雙折射效應(yīng)，液晶作為一種凝聚態(tài)物質(zhì)，其特性與結(jié)構(gòu)介于固態(tài)晶體與各向同性液體之間，具有晶體的各向異性，能如晶體一樣發(fā)生雙折射，布拉格反射、衍射及旋光效應(yīng)，也能在外電場作用下產(chǎn)生熱光、電光或磁光效應(yīng)。當(dāng)對液晶施加電場時將改變液晶分子的排列方向，一定偏振方向的入射光將在晶體中發(fā)生雙折射現(xiàn)象(電控雙折射效應(yīng))，使O光與e光的折射率發(fā)生變化，從而改變ο光與e光的折射率差。
【權(quán)利要求】
1.一種基于液晶F-P腔可調(diào)濾波技術(shù)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括ASE寬帶光源(I)、光隔離器IS0(2)、液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F(3)、1*2耦合器(4)、校準(zhǔn)波長(5)、min1-PD探測器(6)、TEC溫度控制器(7)、1*N耦合器(8)、環(huán)形器陣列(9)、多通道FBG光纖光柵(10)、min1-ro探測器陣列(11) ;ASE寬帶光源(I)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器ISO (2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光后，一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器(8)后經(jīng)環(huán)形器陣列(9)1端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由多通道FBG光纖光柵(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)環(huán)形器陣列(9)3端口反射輸出，經(jīng)過min1-H)探測器陣列(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)包括:mini小型化輸入準(zhǔn)直器、PBSl起偏器、F-P腔液晶盒、PBS2檢偏器、mini小型化輸出準(zhǔn)直器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述ASE寬帶光源(I)替換為SLED寬帶光源(13)，所述的環(huán)形器陣列(9)替換為1*2耦合器陣列(12) ;SLED寬光源(13)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器IS0(2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器⑶后經(jīng)環(huán)形器陣列(9)1端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由FBG光纖光柵(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)與經(jīng)環(huán)形器陣列(9) 3端口反射輸出，經(jīng)過min1-H)探測器陣列(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
4.基于權(quán)利要求1或2所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟:ASE寬帶光源(I)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器ISO (2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-T0F(3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光后，一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器(8)后經(jīng)環(huán)形器陣列(9)1端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由多通道FBG光纖光柵(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)環(huán)形器陣列(9)3端口反射輸出，經(jīng)過min1-ro探測器陣列(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
5.基于權(quán)利要求3所述的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟:SLED寬光源(13)出射的寬帶光源經(jīng)過光隔離器IS0(2)隔離然后進入液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)后形成中心波長可變的窄帶光源，經(jīng)過1*2耦合器(4)分光一路進入單通道校準(zhǔn)波長(5)，后經(jīng)過光電min1-H)探測器(6)轉(zhuǎn)換為窄帶校準(zhǔn)電信號，另一路經(jīng)過1*N路耦合器⑶后經(jīng)環(huán)形器陣列(9)1端口入，2端口出射進入多通道FBG光纖光柵(10)傳感器陣列，由FBG光纖光柵(10)反射回的待測物理信息的反射信號經(jīng)與經(jīng)環(huán)形器陣列(9) 3端口反射輸出，經(jīng)過min1-H)探測器陣列(11)光電信號處理后，轉(zhuǎn)換成待測的窄帶電信號；當(dāng)改變電壓掃描控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF(3)的腔長，實現(xiàn)濾波器的波長從短到長波的周期性變化時，利用已標(biāo)定的電壓與波長關(guān)系，可以通過解調(diào)出的電信號得到被測FBG光纖光柵波長的變化，以最終精確測試出待測物理量變化的信息，TEC控制器(7)精確控制液晶F-P腔可調(diào)濾波器LC-TOF (3)的溫度，以提高其波長穩(wěn)定性和響應(yīng)時間，通過單通道校準(zhǔn)波長起到每次電壓掃描控制時，實時校準(zhǔn)液晶F-P腔的起始波長變化，以準(zhǔn)確實時修正每次測量因液晶F-P腔受外界環(huán)境及自身影響的誤差。
【文檔編號】G01D5/353GK103837178SQ201310617654
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】丁善婷, 聶磊, 王妍, 翟中生, 華中平 申請人:湖北工業(yè)大學(xué)