WtMcI>4w 應(yīng)用 3$;J0{&[i +h9`I/R 遙感
v!iWzN FBG傳感器合成
-0/=k_q_ 溫度,應(yīng)力和應(yīng)變傳感
bl6':m+ 土木工程,如橋梁,管道,結(jié)構(gòu)
Idt@Hk5<& 多方向數(shù)據(jù)傳感
+W!'B
r zR_9D} 綜述
4{c`g$j> ;I[. 光纖環(huán)形鏡配置已應(yīng)用到各個方面中,其中一個重要的應(yīng)用是傳感。在光纖環(huán)形鏡中插入光纖布拉格
光柵(FBG)后,可利用環(huán)形鏡的切換功能來增強傳感和訪問能力。寬帶
LED或白
光源照進FBG環(huán)形鏡,可以在FBG中心
波長處產(chǎn)生連續(xù)波(CW)光信號,這種光信號可以通過控制環(huán)路內(nèi)的移相器從環(huán)路的兩側(cè)進行訪問。CW光波長隨FBG的環(huán)境條件(包括溫度,應(yīng)力和應(yīng)變)而變化。
I):m6y@ l^)o'YS y FBG環(huán)形鏡傳感器布局 PsacXZNs\N G;87in ,} lrM.RM96 優(yōu)點 X+fuhcn hn*}5!^ FBG光纖環(huán)形鏡傳感器可用于任何遠程位置不同
參數(shù)的檢測,并可通過單模光纖傳輸感應(yīng)數(shù)據(jù)。
g4?Q.'dZr 通過控制移相器的相位,可以從傳輸
系統(tǒng)的兩側(cè)訪問所檢測的數(shù)據(jù)。
)WzGy~p8K OptiSystem軟件允許用戶研究FBG光纖環(huán)形鏡傳感器中不同參數(shù)對整體性能的影響。
~]jx+6k] 使用OptiSystem軟件可以進行FBG參數(shù)合成。
=lw4 H_ Z1E`I89< 仿真說明 ytuWT,u 2&3eAJC 圖1顯示了用于在OptiSystem中進行FBG光纖環(huán)形鏡傳感器數(shù)值仿真的布局。低成本寬帶LED可用于探測傳感器。 LED燈光通過一個循環(huán)器和一個3-dB光纖耦合器在兩個方向上發(fā)射到環(huán)路中。 FBG在其定義的帶寬和中心頻率內(nèi),反射環(huán)路每個方向上的光信號。 FBG還允許傳輸其帶寬之外的光信號,且不改變它們的傳播方向。一旦反射和傳輸?shù)膱龇祷氐?-dB光纖耦合器的輸出端口,它們就會加強,消減或部分地干擾,這取決于3-dB光纖耦合器的每個輸出端口處的兩個場之間的相位差。如果兩個場之間的相位差為0°,則光信號將通過環(huán)路傳輸并出現(xiàn)在3-dB光纖耦合器的另一個輸入端口(標記為2)。但是,如果兩個場之間的相位差為180°,則光信號被反射回3dB光纖耦合器的輸入端口(標記為1)。任何其他相位差都會導(dǎo)致光信號出現(xiàn)在兩個端口上。當相移等于180°或0°時,反射或透射的產(chǎn)生的光信號是以FBG中心頻率(1550nm)為中心的連續(xù)波(CW),其20dB線寬為90GHz(0.72nm),如圖2所示。
o%y+Y;|?J 圖1.仿真的FBG光纖環(huán)形鏡布局 17?NR\Q
|s)VjS4@ 當感測位置處的環(huán)境條件改變或應(yīng)力和應(yīng)變施加到光纖布拉格光柵時,F(xiàn)BG物理條件改變并影響其中心布拉格波長。 結(jié)果是產(chǎn)生的CW光信號中心波長變化。 可以從傳感器位置遠程監(jiān)測中心波長的漂移。
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