專利名稱：基于傅立葉域鎖模激光器的光纖光柵復(fù)用解調(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技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種傅立葉域鎖模激 光器的光纖光柵復(fù)用解調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
在光纖傳感領(lǐng)域，光纖光柵由于其對(duì)溫度、應(yīng)力變化非常敏感，而且 具有體積小、光纖兼容、不受電磁干擾以及可以多點(diǎn)傳感等優(yōu)點(diǎn)，成為業(yè) 內(nèi)一個(gè)十分重要的傳感器件。光纖傳感相比于普通電學(xué)的傳感，其最大的
優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)多點(diǎn)的分布式傳感，而光纖光柵可以直接多個(gè)寫
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對(duì)多個(gè)光纖光柵的復(fù)用解調(diào)。因此，研發(fā)有效的光纖光柵復(fù)用解調(diào)方法具 有重要意義。
用于傳感的多個(gè)光纖光柵復(fù)用解調(diào)系統(tǒng)基本可以分為兩大類 一是被 動(dòng)型的多個(gè)光纖光柵復(fù)用解調(diào)系統(tǒng)；二是主動(dòng)型的多個(gè)光纖光柵復(fù)用解調(diào) 系統(tǒng)。前者通常采用寬帶光源和可掃描的FP濾波器或是匹配光纖光柵、 陣列波導(dǎo)光柵或是其它的濾波器件，這種系統(tǒng)存在光源利用率低、信噪比 低或者需要多個(gè)探頭等缺點(diǎn)。后者利用光纖光柵反饋構(gòu)成激光器系統(tǒng)，從 激光器輸出提取光纖光柵的波長信號(hào)，具有光源利用率高、信噪比高等優(yōu) 點(diǎn)，但是目前還沒有完善的此類系統(tǒng)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種傅立葉域鎖模激光 器的光纖光柵的多點(diǎn)復(fù)用及解調(diào)裝置。
本實(shí)用新型包括通過光纖連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)的光放大器、光隔離器、可 調(diào)諧濾波器、光環(huán)形器、三端口光纖耦合器，其中光放大器的一端與光隔 離器的輸入端連接，光隔離器的輸出端與可調(diào)諧濾波器的一端連接，可調(diào)
諧濾波器的另一端與光環(huán)形器的第一端口連接，光環(huán)形器的第三端口與三 端口光纖耦合器的輸入端連接，三端口光纖耦合器的功率大分比輸出端與 光放大器的另一端連接；信號(hào)發(fā)生器與可調(diào)諧濾波器的驅(qū)動(dòng)端口連接；三 端口光纖耦合器的功率小分比輸出端通過光纖與光電探頭連接，數(shù)據(jù)采集 卡與光電探頭通過導(dǎo)線連接；光環(huán)形器的第二端口與由多個(gè)光纖光柵組串 聯(lián)而成的光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)連接，每個(gè)光纖光柵組由多個(gè)不同中心波長的 光纖光柵串聯(lián)而成。
本實(shí)用新型主要適用于多個(gè)傳感應(yīng)用的光纖光柵的復(fù)用和解調(diào)，把光 纖光柵的波長漂移量轉(zhuǎn)化為時(shí)域脈沖時(shí)間間隔，根據(jù)測量的時(shí)域脈沖時(shí)間 間隔來確定光纖光柵的波長漂移量，而光纖光柵的波長漂移量和溫度及應(yīng) 力的關(guān)系已經(jīng)為大家所熟知，因此本實(shí)用新型可以應(yīng)用于溫度和應(yīng)力傳 感。本實(shí)用新型的最大解調(diào)信道數(shù)達(dá)數(shù)百，具有成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，適合集 成化、儀器化和網(wǎng)絡(luò)化。

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

如圖1所示，光放大器1的一端與光隔離器9的輸入端連接，光隔離 器9的輸出端與可調(diào)諧濾波器7的一端連接，可調(diào)諧濾波器7的另一端與 光環(huán)形器5的第一端口連接，光環(huán)形器5的第三端口與三端口光纖耦合器 4的輸入端連接，三端口光纖耦合器4的功率大分比(90%)輸出端與光 放大器1的另一端連接。信號(hào)發(fā)生器8與可調(diào)諧濾波器7的驅(qū)動(dòng)端口連 接。三端口光纖耦合器4的功率小分比(10%)輸出端通過光纖與光電探 頭2連接，數(shù)據(jù)采集卡3與光電探頭2通過導(dǎo)線連接。光環(huán)形器5的第二 端口與由2個(gè)光纖光柵組6串聯(lián)而成的光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)連接，每個(gè)光纖 光柵組6由2個(gè)不同中心波長的光纖光柵串聯(lián)而成。
具體復(fù)用解調(diào)方法是
(1)第1個(gè)光纖光柵組由中心波長分別為1547.8 nm， 1548.9 nm、
反射率均為95%的兩個(gè)光纖光柵組成，測得第1個(gè)光纖光柵組反饋形成
的諧振腔腔長似,=5. 34km，確定驅(qū)動(dòng)可調(diào)諧濾波器的器的信號(hào)發(fā)生器的輸 出三角波的頻率/=37.432 kHz;第2個(gè)光纖光柵組由中心波長分別為 1547.8 nm， 1546.7 nm、反射率均為95%的兩個(gè)光纖光柵組成，測得第 2個(gè)光纖光柵組反饋形成的諧振腔腔長M,6.94km，確定驅(qū)動(dòng)可調(diào)諧濾波 器的器的信號(hào)發(fā)生器的輸出三角波的頻率/2二28. 776 kHz;
(2) 數(shù)據(jù)采集卡通過光電探頭獲得諧振激光的輸出信號(hào)；
(3) 第z個(gè)光纖光柵組中的每個(gè)光纖光柵對(duì)應(yīng)諧振激光輸出信號(hào)在可調(diào) 諧濾波器的一個(gè)掃描周期內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)脈沖，兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔變化 量Az和光纖光柵波長漂移量M滿足以下線性關(guān)系
"=呵=---
其中『=6皿為可調(diào)諧濾波器掃描范圍，測量兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔變
化量"，根據(jù)上式計(jì)算得出對(duì)應(yīng)每個(gè)光纖光柵組中光纖光柵的中心波長漂移量。
通過光纖光柵的中心波長的波長漂移量即可獲得對(duì)應(yīng)傳感的環(huán)境的變 化(微彎、溫度、應(yīng)力等變化)。本裝置利用可調(diào)諧濾波器調(diào)制，實(shí)現(xiàn)激 光器對(duì)應(yīng)特定光纖光柵反饋的傅立葉鎖模操作，將光纖光柵的波長信號(hào)轉(zhuǎn) 為激光器輸出的時(shí)域脈沖信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了從波長測量到時(shí)間測量的轉(zhuǎn) 變；對(duì)應(yīng)特定驅(qū)動(dòng)器輸出頻率，可以實(shí)現(xiàn)位置接近的多個(gè)光纖光柵解調(diào)， 而改變驅(qū)動(dòng)器輸出頻率，可以對(duì)不同位置光纖光柵解調(diào)，因此本裝置實(shí)現(xiàn) 了不同位置或是位置接近的多個(gè)光纖光柵復(fù)用解調(diào)。
權(quán)利要求1、基于傅立葉域鎖模激光器的光纖光柵復(fù)用解調(diào)裝置，包括光放大器、光隔離器、可調(diào)諧濾波器、光環(huán)形器、三端口光纖耦合器，其特征在于光放大器的一端與光隔離器的輸入端連接，光隔離器的輸出端與可調(diào)諧濾波器的一端連接，可調(diào)諧濾波器的另一端與光環(huán)形器的第一端口連接，光環(huán)形器的第三端口與三端口光纖耦合器的輸入端連接，三端口光纖耦合器的功率大分比輸出端與光放大器的另一端連接；信號(hào)發(fā)生器與可調(diào)諧濾波器的驅(qū)動(dòng)端口連接；三端口光纖耦合器的功率小分比輸出端通過光纖與光電探頭連接，數(shù)據(jù)采集卡與光電探頭通過導(dǎo)線連接；光環(huán)形器的第二端口與由多個(gè)光纖光柵組串聯(lián)而成的光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)連接，每個(gè)光纖光柵組由多個(gè)不同中心波長的光纖光柵串聯(lián)而成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種傅立葉域鎖模激光器的光纖光柵復(fù)用解調(diào)裝置。目前還沒有完善的主動(dòng)型多個(gè)光纖光柵復(fù)用解調(diào)裝置。本實(shí)用新型包括通過光纖連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)的光放大器、光隔離器、可調(diào)諧濾波器、光環(huán)形器、三端口光纖耦合器。三端口光纖耦合器的輸入端與光環(huán)形器連接，功率大分比輸出端與光放大器連接，功率小分比輸出端通過光纖與光電探頭連接。光環(huán)形器與由多個(gè)光纖光柵組串聯(lián)而成的光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)連接，每個(gè)光纖光柵組由多個(gè)不同中心波長的光纖光柵串聯(lián)而成。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于溫度和應(yīng)力傳感，具有分辨率高、測量帶寬大、解調(diào)精度高和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01S3/10GK201204380SQ200820086780
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者何賽靈, 陳達(dá)如 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)