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基于连续扫频光时域反射的全同弱光栅高速解调方法

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王一鸣, 胡陈晨, 刘泉, 郭会勇, 殷广林, 李政颖. 2016: 基于连续扫频光时域反射的全同弱光栅高速解调方法, 物理学报, 65(20): 129-138. doi: 10.7498/aps.65.204209
引用本文: 王一鸣, 胡陈晨, 刘泉, 郭会勇, 殷广林, 李政颖. 2016: 基于连续扫频光时域反射的全同弱光栅高速解调方法, 物理学报, 65(20): 129-138. doi: 10.7498/aps.65.204209
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Wang Yi-Ming, Hu Chen-Chen, Liu Quan, Guo Hui-Yong, Yin Guang-Lin, Li Zheng-Ying. 2016: High speed demodulation method of identical weak fiber Bragg gratings based on wavelength-sweep optical time-domain reflectometry, Acta Physica Sinica, 65(20): 129-138. doi: 10.7498/aps.65.204209
Citation: Wang Yi-Ming, Hu Chen-Chen, Liu Quan, Guo Hui-Yong, Yin Guang-Lin, Li Zheng-Ying. 2016: High speed demodulation method of identical weak fiber Bragg gratings based on wavelength-sweep optical time-domain reflectometry, Acta Physica Sinica, 65(20): 129-138. doi: 10.7498/aps.65.204209
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基于连续扫频光时域反射的全同弱光栅高速解调方法

  • 武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉430070

  • 武汉理工大学,光纤传感技术国家工程实验室,武汉430070

  • 武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉430070;武汉理工大学,光纤传感技术国家工程实验室,武汉430070

High speed demodulation method of identical weak fiber Bragg gratings based on wavelength-sweep optical time-domain reflectometry

  • 摘要: 具有大容量复用能力的全同弱反射光栅已成为光纤传感领域的研究热点,然而现有的全同弱光栅时分复用解调技术存在解调复杂和响应时间长等问题.针对此问题,本文提出了一种连续扫频光时域反射的高速解调新方法.不同于光时域反射的脉冲光,本方法采用的是连续光扫频,利用光传输延时来实现不同位置的全同光栅在时域上的分离,利用光谱扫频实现光栅波长信息的解调,在系统解调工作阶段,一次扫频就能同时获取所有光栅的位置信息和完整的反射光谱波长信息.针对光谱高速扫频情况下光传输延时所引入的光栅波长解调误差,本文提出在系统初始阶段采用延时校准方法,通过不同的光谱扫频速度,获取各个光栅固有的延时时间参量,确定各光栅位置,消除光传输延时,完成各光栅的波长解调.实验对18个全同弱光栅组成的传感网络进行了初始校准、静态温度和动态振动实验,结果表明,对全同弱光栅的解调误差小于15 pm,分辨率1 pm,线性度达0.998,系统可分析60 kHz内的频谱信息,解调频率高达120 kHz.
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-10-30

基于连续扫频光时域反射的全同弱光栅高速解调方法

  • 武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉430070
  • 武汉理工大学,光纤传感技术国家工程实验室,武汉430070
  • 武汉理工大学,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉430070;武汉理工大学,光纤传感技术国家工程实验室,武汉430070

摘要: 具有大容量复用能力的全同弱反射光栅已成为光纤传感领域的研究热点,然而现有的全同弱光栅时分复用解调技术存在解调复杂和响应时间长等问题.针对此问题,本文提出了一种连续扫频光时域反射的高速解调新方法.不同于光时域反射的脉冲光,本方法采用的是连续光扫频,利用光传输延时来实现不同位置的全同光栅在时域上的分离,利用光谱扫频实现光栅波长信息的解调,在系统解调工作阶段,一次扫频就能同时获取所有光栅的位置信息和完整的反射光谱波长信息.针对光谱高速扫频情况下光传输延时所引入的光栅波长解调误差,本文提出在系统初始阶段采用延时校准方法,通过不同的光谱扫频速度,获取各个光栅固有的延时时间参量,确定各光栅位置,消除光传输延时,完成各光栅的波长解调.实验对18个全同弱光栅组成的传感网络进行了初始校准、静态温度和动态振动实验,结果表明,对全同弱光栅的解调误差小于15 pm,分辨率1 pm,线性度达0.998,系统可分析60 kHz内的频谱信息,解调频率高达120 kHz.

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