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基于可调谐激光器的FBG解调仪研制及应变检测应用研究
基于可调谐激光器的FBG解调仪研制及应变检测应用研究
摘要：光纤光栅（FiberBraggGrating,FBG）作为一种重要的光纤传感器元件，具有应变、温度等参数的灵敏度高、线性范围宽等特点，因此被广泛应用于工程领域。为了准确、实时地监测结构物体的应变值，本文基于可调谐激光器（TunableLaser）设计了一种FBG解调仪，并应用于应变检测中。通过实验对该解调仪进行了性能和应用方面的研究，结果表明，该解调仪具有较高的解调精度和稳定性，可有效应用于结构体的应变检测。
关键词：光纤光栅；可调谐激光器；解调仪；应变检测
1.引言
光纤光栅是一种通过对光纤进行周期性折射率变化的方式来实现光纤内部光的衍射的光学结构。由于光纤光栅具有应变、温度等参数的灵敏度高、线性范围宽等优势，因此在工程领域中被广泛应用于应变、温度等参数的监测和测量。然而，光纤光栅的解调过程较为复杂，为了实现高精度的解调，需要借助于一种可调谐激光器来实现，以充分利用光纤光栅的功能特点。
2.可调谐激光器的工作原理
可调谐激光器是一种可以通过改变其工作波长来实现对光纤光栅进行解调的激光器。其工作原理主要是基于利用调谐元件调整激光器的工作波长，使其与光纤光栅的中心波长匹配。常见的调谐元件包括机械旋转调谐器、半导体层状结构和模锁定腔等。通过调节调谐元件，可以改变激光器的工作波长，从而实现对光纤光栅的解调操作。
3.FBG解调仪的设计与制作
本文设计的FBG解调仪主要由可调谐激光器、光纤光栅、光谱仪以及数据处理系统等组成。首先，我们选择了一种性能较好的可调谐激光器，根据实际的应变检测需求，确定了所需的工作波长范围和分辨率。然后，通过光纤光栅与可调谐激光器的连接，将光栅的反射波长与激光器的工作波长保持一致。为了获取光纤光栅的反射光谱信息，我们使用了光谱仪进行采集，并通过数据处理系统将采集到的光谱信息进行解调，以获得应变值。
4.实验与结果
为了验证设计的解调仪的性能和应用效果，我们在实验中选择了一根受弯曲的光纤光栅作为被测物体。通过改变被测物体的应变状态，我们采集了相应的光谱信息，并通过解调仪获得了相应的应变值。实验结果表明，该解调仪具有较高的解调精度和稳定性，能够准确地获取被测物体的应变值。
5.应变检测应用研究
本研究中设计的FBG解调仪可以应用于各种结构体的应变检测中。通过将光纤光栅与被测物体相连接，可以通过解调仪实时获取结构体的应变信息。在实际应用中，我们可以根据应变变化的需求进行相应的数据处理和分析，实现对结构体应变状况的监测和控制。
6.结论
本文基于可调谐激光器的FBG解调仪在应变检测方面进行了研究。通过实验验证，该解调仪具有较高的解调精度和稳定性，可准确获取结构体的应变值。因此，该解调仪在实际应变检测中具有良好的应用前景。
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