文档介绍：光纤光栅时分复用传感系统 耿淑伟，余有龙
摘 要：研制了光纤光栅时分复用传感系统，针对脉冲宽带光源的光束注入间隔为51. 75m、 波长介于1550〜1565nm的5个光纤光栅组成的光栅串，根据传感元间光纤延时程度的不同, 利用模拟电子程仪,其输出 可以表示为
m
I = Z I [1 + k cos( w 01 + A V )] i = 1
式中:Ii取决于光栅i的反射光强，并与光路中的损耗有关;ki为与条纹可见度有关的系 数；
A V = - 4"n (1 - Pe ) £
i 7 i
八 (1)
i
式中:，假设光栅呈 等光程D分布,栅长为l ,脉冲频率f和占空比p满足
f < c/2( m - 1) D P < 2 L (D - nl)
c
引入程控选择开关，使得光栅i的信号通导，其他信号均被阻隔，滤掉载频信号,用相位计观测 相位变化便可监测该光栅的应变信息.
2实验结果
图1所示的装置中，串接着的光栅Gi(i =1,2, ...5),彼此间距为51. 75m，其布喇格波长分 别为1552. 84、1555. 54、1557. 79、1558. 65以及1562. 44nm,各光栅的长度均为1cm，带宽约 为0. . 75mW经光栅串反射后由环形器耦合进入端 镜反射率均接近90%的非平衡全光纤扫描Michelson干涉仪,L值为3. 2mm, M2所在的短臂 缠绕在一 PZT上，条纹的可见度为0. 3,经探测器转换为电信号并放大后由电子开关选择通导. 锯齿波驱动信号的频率为80Hz，占空比接近1.
席博器的大器
* ―森匚
f； S安叫器
Mi (i = \ ,2) t 反射镜:St (i = I t2t3 f4) f 延时光纤,G环 循器
图1试验装置图
Fig. I Experimental sebup
时钟信号控制系统运作，其频率为100kHz,,幅值为4V直流电平为-1. 5V; ，用以确保 被测信号到达开关位置时开关处于通导状态.
延时信号脉宽为400ns,与时钟信号同频，设置延时量t为56、556、1056、1556以及2056nS 时开关分别只对来自G1、G2、G3、G4以及G5光栅的信号通导(图2 (a)中b和图2 (b)中1 均为G2处于通导时的开关输出).G1通导对应的延时量不为0,乃信号沿两路径传至开关位置 的时程差不为0所至。
一上P,A I'/rw OX/TE rwTAEcxnzl—I
4
i/5ms*div[
1开关输出信号；2带通滤波器输出信号；3床电陶瓷驱动信号;4 时钟信号
(b) T= 556 ii$时开关输出信号
图2记录不同位置的信号
考察任一光栅(如G2),对应开关输出为调制了的脉冲信号(见图2 (b)中曲线1所示)，经 [75,85] , 移，这表明扫描干涉仪将应力诱致的波长漂移变