基于光纤Sagnac环滤波器的高稳定光纤布拉格光栅传感解调技术-论文.pdf

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1、第41卷第9期中国激光VoL41。No．92014年9月CHINESEJOURNALOFLASERSSeptember，2014基于光纤Sagnac环滤波器的高稳定光纤布拉格光栅传感解调技术王巨锋庄琳玲刘士伟胡奕彬庄其仁(华侨大学信息科学与工程学院，福建厦门361021)摘要光纤Sagnac环滤波器用于光纤布拉格光栅(FBG)传感器波长解调时受环境温度影响很大，为此提出一种可消除温度影响的高稳定解调新方法，介绍了系统光路和解调器的工作原理。将带有一段保偏光纤的Sagnac环作为边缘滤波器，分布反馈(DFB)激光器的单波长激光

2、作为参考光，对FBG波长信号和参考光信号同时进行滤波。在同一时间探测经Sagnac环滤波器输出的透射光强度和反射光强度，进行光强信号归一化处理并采用差动检测方法分析。理论分析和实验结果表明，该解调方法基本消除了Sagnac环滤波器的温度效应，提高了解调系统的稳定性。在1302～1318nm波长范围内，解调装置的温度漂移为2．4×10nm／℃，是未封装补偿无参考光的Sagnac环滤波器透射谱温度漂移的1．8×1O倍。关键词光纤光学；保偏光纤；Sagnac环滤波器；光纤布拉格光栅；波长解调中图分类号TN249文献标识码Adoi：

3、10．3788／CJL201441．0905004FiberBraggGratingSensorDemodulationTechnologywithHighStabilitybyUsingSagnacLoopFilterWangJufengZhuangLinlingLiuShiweiHuYibinZhuangQiren(CollegeofInformationScienceandEngineering，HuaqiaoUniversity，Xiamen，Fujian361021，China)AbstractThefiberSa

4、gnacloopfilterforwavelengthdemodulationoffiberBragggrating(FBG)sensorisgreatlyinfluencedbyenvironmentaltemperature．Anewstabledemodulationmethodisproposedtoeliminatetheinfluenceoftemperature．Theprincipleofwavelengthdemodulationisintroduced，andtheopticalconfiguration

5、sarepresented．UsingapolarizationmaintainingfiberSagnacloopastheedgefilterandadistributedfeedback(DFB)singlewavelengthlaserasareferencelight，FBGsignalandreferencelightsaredemodulated．OpticalintensitiesofthetransmissionandreflectionoutputsfromSagnacloopfilteraredetec

6、tedsimultaneously，whicharenormalizedandanalyzedbythedifferentialdetectionmethod．Theoreticalanalysisandexperimentalresultsshowthatusingthistechnology，thetemperatureinfluenceontheSagnacloopfilterissufficientlyeliminated，andthestabilityofthedemodulatorisimproved．Whent

7、heBraggwavelengthsrangefrom1302nmto1318nm，thewavelengthshiftofthedemodulatorduetotemperatureissmallas2．4×10一nm／~C．whichisas1．8×10timesasthatofanuncompensatedSagnacloopfilterwithouttheDFBreferencelight．Keywordsfiberoptics；polarization-maintainingfiber；Sagnacloopfilt

8、er；fiberBragggrating；wavelengthdemodulatorOCIScodes060．2310；060．2370；060．2420：060．3735收稿日期：2014—01—09；收到修改稿日期：2014—04—20基金项目：福建省自然科学基金(2011J01353