FPGA多通道高速光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)

介紹了一種利用光纖f-p濾波器解調(diào)的、可同時測量應(yīng)變及溫度兩種參數(shù)的光纖光柵傳感系統(tǒng)。將一個光纖光柵的長度分成相等的兩部分,其中一部分的兩端固定在一塊鋼板上,另一部分處于自由狀態(tài)。根據(jù)這兩部分光纖光柵對應(yīng)變及溫度的不同感應(yīng),實現(xiàn)對應(yīng)變及溫度的同時測量?？衫貌ǚ謴?fù)用技術(shù)實現(xiàn)對分布式應(yīng)變及溫度的測量。應(yīng)變、溫度的測量分辨率分別可達(dá)1.3με及0.12℃。

針對光纖光柵線陣探測器高速解調(diào)中的信號失真及補(bǔ)償展開研究。首先對線陣探測器信號采集系統(tǒng)進(jìn)行分析,推導(dǎo)并建立了系統(tǒng)傳遞函數(shù),然后對解調(diào)信號失真的機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果表明,系統(tǒng)傳遞函數(shù)由兩部分組成,一部分為與采樣相關(guān)的系統(tǒng)增益,另一部分為積分環(huán)節(jié)及充電復(fù)位開關(guān)引起的頻變干擾。需要對光電轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行數(shù)字信號補(bǔ)償,以提高系統(tǒng)的信號分析帶寬。

光纖光柵線陣探測器解調(diào)系統(tǒng)信號失真分析

第32卷第1期 2006年1月 　　　　　　　　　　　　　　　光學(xué)技術(shù) opticaltechnique 　　　　　　　　　　　　　　　 vol.32no.1 jan.　2006 　　文章編號:100221582(2006)0120105203 匹配光纖光柵溫度傳感解調(diào)系統(tǒng) ξ 張治國,余重秀,羅映祥,王葵如,張民,葉培大 (北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院光通信與光波技術(shù)教育部重點實驗室,北京　100876) 摘　要:實驗了一種基于一維調(diào)節(jié)器的光纖光柵靜態(tài)溫度(溫度緩變)探測系統(tǒng)。在系統(tǒng)中,一維調(diào)節(jié)器與步進(jìn)電 機(jī)相連,步進(jìn)電機(jī)由pc(計算機(jī))通過plc(可編程邏輯控制器)進(jìn)行控制,匹配光纖光柵被固定在一維調(diào)節(jié)器上用來解 調(diào)增敏光纖光柵傳感器探測到的溫度信號,匹配光柵的bragg周期可通過

光纖光柵傳感器實時解調(diào)系統(tǒng)

研究并實現(xiàn)了一種基于雙衍射光柵的光纖布拉格光柵(fbg)傳感器解調(diào)系統(tǒng)。該解調(diào)系統(tǒng)的光路由準(zhǔn)直鏡、衍射光柵、柱面反射鏡和光電探測器等器件組成。通過準(zhǔn)直鏡后不同波長的平行光束經(jīng)過衍射光柵后在空間展開,通過柱面反射鏡聚焦在光電探測器成像面上。該光路通過采用兩塊衍射光柵的方法在減小解調(diào)系統(tǒng)尺寸的同時提高光學(xué)空間分辨力,采用線陣探測器替代掃描機(jī)構(gòu)從而簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從理論上分析了光束經(jīng)過該系統(tǒng)后的空間光強(qiáng)分布,根據(jù)光強(qiáng)的高斯分布采用多項式擬合的方法實現(xiàn)了反射光譜峰值定位算法。通過與高精度光譜儀的測量結(jié)果對比表明,該解調(diào)方法具有較高的波長解調(diào)精度和穩(wěn)定性。

基于FPGA和鋸齒形光譜濾波器的光纖光柵高速解調(diào)系統(tǒng)的研究

２００６年第２光通信技術(shù) 中文核心期刊 光纖光柵傳感的解調(diào)方法 王向宇，喬學(xué)光，李明，賈振安，劉欽朋，李婷 （西安石油大學(xué)陜西省光電傳感測井重點實驗室，西安７１００６５） 專題聚焦 摘要：介紹了光柵傳感系統(tǒng)的組成，分析了常用的三 種光源：ｌｄ、ｌｅｄ和摻鉺光源的性能。描述了在光柵解 調(diào)中常用的濾波法、干涉法、可調(diào)諧激光掃描法、啁啾 光柵檢測法、光柵色散法等幾種信號解調(diào)技術(shù)并進(jìn)行(zhòng)n了簡要的評述。 關(guān)鍵詞：光纖光柵；光源；傳感；解調(diào) 中圖分類號：ｔｎ９２９．１１文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ａ １引言 光纖傳感器是利用光在光纖中傳播引起光干涉、 衍射、偏振、反射、損耗等物理特征的變化，進(jìn)行各種 物理測量的裝置和器件。波長調(diào)制型的光纖光柵傳感(zhòng)n器具有許多獨特的優(yōu)點：抗干擾能力強(qiáng)；傳感頭結(jié)構(gòu) 簡單（尺寸小，易于集成）；利用波分復(fù)用技術(shù)可形成

光纖光柵的解調(diào)技術(shù)

光纖光柵傳感信號的解調(diào)問題

光纖光柵的解調(diào)技術(shù)共23頁文檔

光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感(zhòng)n光纖傳感技術(shù)由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì)，而且光波在光纖 中的傳播時表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場、電場、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從 而可將光纖用作傳感器元件來探測各種待測量（物理量、化學(xué)量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術(shù)的分類光纖傳感器可以分為傳 感型（本征型）和傳光型（非本征型）兩大類。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對外界因素進(jìn)行計量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，稱為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型光纖傳感器 是指利用其它敏感元件測得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、 相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制和波長調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點1、

為了實現(xiàn)對整個艦艇結(jié)構(gòu)狀態(tài)長期實時的監(jiān)控,構(gòu)建了基于光纖布喇格光柵傳感器的監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)計了系統(tǒng)總體硬件電路,給出了系統(tǒng)軟件工作流程和尋峰算法流程,并最終完成了對系統(tǒng)的功能驗證。經(jīng)驗證,系統(tǒng)實現(xiàn)了多通道同步實時校準(zhǔn)的波長解調(diào)功能,掃描頻率可達(dá)4khz,能夠快速響應(yīng)監(jiān)控狀態(tài),可直接進(jìn)行工程應(yīng)用。

第31卷第5期 2009年3月 武漢理工大學(xué)學(xué)報 journalofwuhanuniversityoftechnology vol.31no.5 mar.2009 doi:10.3963/j.issn.1671-4431.2009.05.030 基于可調(diào)窄帶光源的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng) 甘維兵,張翠,祁耀斌 (武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)研究中心,武漢430070) 摘要:用寬帶光源和自主研制的波長選擇器(ipd)構(gòu)成可調(diào)諧窄帶光源,對測量光纖光柵(fbgs)陣列和參考fbgr 進(jìn)行波長掃描,借助光電探測器(pin)和dsp信號處理系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)用傳感系統(tǒng)的解調(diào)。實驗證明,該解調(diào)方案是有效 可行的,且可獲得較高的信噪比和測量精度。 關(guān)鍵詞:光纖bragg光柵(

摘要 地下工程施工對周圍環(huán)境包括地面臨近建筑物、道路、和既有地 下工程的影響是地下空間開開發(fā)利用所面臨的關(guān)鍵問題。為確保施工 安全，對地下工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評估和預(yù)測以趨利避 害，已成為地下工程發(fā)展的迫切要求。地下工程監(jiān)測目前廣泛采用的 常規(guī)監(jiān)測技術(shù)和傳統(tǒng)電傳感器采集數(shù)據(jù)的方法不僅監(jiān)測范圍小、效率 低，且有限的測點難以反映目標(biāo)系統(tǒng)的整體情況；同時，監(jiān)測數(shù)據(jù) 容易受到外界環(huán)境中各類不利因素的影響，無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 與長期穩(wěn)定光纖bragg光柵(fbg)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種 新型全光纖無源器件利用其可制成多種傳感器，如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、 壓強(qiáng)等傳感器。近年來，fbg傳感技術(shù)以其獨特優(yōu)勢逐漸應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)、巖土等領(lǐng)域，但多為長期健康監(jiān)測，其在施工過程的應(yīng)用罕見。 本文通過室內(nèi)試驗分fbg傳感器的優(yōu)勢,并通過實際隧道工程施工的 應(yīng)

光纖光柵剖析

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

根據(jù)wdm光纖耦合器波長解調(diào)方案的工作原理、偏振特性以及影響系統(tǒng)波長分辨力的因素,提出一種改進(jìn)的利用wdm光纖耦合器的光纖光柵傳感解調(diào)技術(shù)。該技術(shù)在原技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用偏振控制器控制入射光偏振狀態(tài),提高了解調(diào)的精度和穩(wěn)定性。對wdm光纖耦合器的多次波長掃描結(jié)果表明,采用偏振控制器后,其波長誤差可減小到5pm左右。實驗采用1540/1560nm的wdm光纖耦合器對單點光纖光柵應(yīng)變傳感器進(jìn)行靜態(tài)解調(diào),結(jié)果表明:按此技術(shù)開發(fā)的解調(diào)系統(tǒng)具有0.01nm波長分辨力和10nm的波長線性解調(diào)范圍。

為了拓寬光纖耦合器的使用范圍,開發(fā)光纖耦合器的新功能,采用熔錐技術(shù)制作波長敏感耦合器,該耦合器在分光的同時對波長敏感。通過耦合理論驗證實驗結(jié)果,實驗數(shù)據(jù)與理論值相符合。實驗中得到波長靈敏度最大值為17.86%/nm的耦合器。采用拉錐工藝制作波長敏感耦合器工藝簡單,耦合比峰值對應(yīng)波長控制易于實現(xiàn)。該耦合器可用于光纖光柵布拉格波長漂移解調(diào)。令待解調(diào)光纖光柵布拉格波長與耦合器波長靈敏度最大值對應(yīng)的波長一致,當(dāng)波長發(fā)生漂移時,耦合器輸出耦合比發(fā)生變化。自制的波長敏感耦合器實現(xiàn)了對布拉格波長為1566.71nm光纖光柵波長漂移的解調(diào),波長漂移1.80nm,耦合比變化20.34%。此種解調(diào)方式具有光路簡單,易于與光纖匹配的優(yōu)點,可以應(yīng)用在大型建筑中光纖光柵的健康監(jiān)測。

光纖光柵感溫探測系統(tǒng)

報道了一種基于偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖制作的長周期光纖光柵,研究了在這種雙芯光纖中寫入相同結(jié)構(gòu)的長周期光纖光柵的模式耦合特性,這種雙芯結(jié)構(gòu)能夠?qū)蓚€平行的長周期光纖光柵集成在一根光纖中。通過模擬計算發(fā)現(xiàn)在光纖圓周橫截面不同方位進(jìn)行曝光,可獲得不同的光柵透射譜,通過利用co2激光脈沖曝光方法實現(xiàn)其制備,實驗得出了采用單側(cè)曝光方法在偏芯結(jié)構(gòu)的雙芯光纖上制備長周期光纖光柵的最佳寫入方式。通過理論分析和實驗的對比,結(jié)果表明,雙芯長周期光纖光柵透射譜依賴于在雙芯光纖圓周上的曝光方向。

將光纖光柵(fbg)封裝入以超磁致伸縮材料(gmm)與永磁體構(gòu)成的傳感基座內(nèi)形成系統(tǒng)核心傳感部件,并將其放置于電流形成的磁場中,構(gòu)成電流傳感器。利用光纖邁克爾遜干涉儀(mi)對fbg波長的變化進(jìn)行解調(diào),從而獲得被測交流電流信號。實驗結(jié)果表明,檢測幅值100a~2000a的交變電流時,該傳感器對交變電流具有良好的線性響應(yīng)。