光纖激光腔內(nèi)的FBG傳感特性研究.pdf

1、光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating, FBG)傳感具有質(zhì)量輕、抗電磁干擾、體積小、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),從而得到了廣泛關(guān)注。在以往的研究工作里,傳感器系統(tǒng)所用光源多為寬帶光源或可調(diào)諧光源等,然而這種方案的信噪比往往不高,而且具有功耗大的缺點(diǎn),同時(shí)使用寬帶光源作為傳感光源時(shí)還存在反射譜的3dB帶寬較寬不利于解調(diào)。
　　本文根據(jù)FBG傳感器研究現(xiàn)狀,提出了基于多波長(zhǎng)摻鉺光纖激光器的腔內(nèi)FBG傳感系統(tǒng),利用互相關(guān)算法進(jìn)行波

2、長(zhǎng)解調(diào)的方案。首先,描述了FBG的傳感理論,概括了多波長(zhǎng)光纖激光器的工作原理,并且總結(jié)了FBG在多波長(zhǎng)光纖激光器腔內(nèi)傳感的優(yōu)勢(shì)。其次,為了更好研究多波長(zhǎng)激光器輸出特性,研究多波長(zhǎng)摻鉺光纖激光器腔內(nèi)波長(zhǎng)及光強(qiáng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,本文構(gòu)建了一個(gè)描述光纖激光器腔內(nèi)振蕩的理論迭代模型,并且從單波長(zhǎng)輸出到多波長(zhǎng)輸出兩方面研究輸出激光的特性。再次,提出一種雙波長(zhǎng)線性腔結(jié)構(gòu)的摻鉺光纖激光器的FBG傳感系統(tǒng)研究方案。采用多波長(zhǎng)摻鉺光纖激光器為傳感光源,引入

3、兩個(gè)FBG為激光器腔鏡同時(shí)作為濾波元件,同時(shí)還將其作為傳感元件,其中一個(gè)FBG用于應(yīng)力傳感,另一個(gè)用于溫度補(bǔ)償。激光器通過(guò)采用引入非線性光纖環(huán)境(Nonlinear Optical Loop Mirror, NOLM)的方法,來(lái)抑制模式競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)的輸出。對(duì)于解調(diào)部分,采用分辨率為0.01nm的光譜儀對(duì)傳感信號(hào)進(jìn)行掃描,并利用互相關(guān)算法進(jìn)行解調(diào)。研究表明,所設(shè)計(jì)的基于多波長(zhǎng)光纖激光器的光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)方案切實(shí)可行,能夠有效地提