基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统.docx

基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统
基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统
摘要：光纤光栅在传感和通信领域中具有重要的应用。解调光纤光栅信号是光纤光栅传感的关键步骤之一。本文提出了一种基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统，该系统利用滤波器对光纤光栅信号进行可靠和高效的解调。通过实验验证，该系统能够有效地提取出光纤光栅中的光谱信息。因此，基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统具有广阔的应用前景。
关键词：光纤光栅、解调、滤波器、光谱信息
1.引言
光纤光栅是一种在光纤中加入周期性折射率调制的光学器件。它可以通过波长选择性的反射或透射来选择性地解调光信号。光纤光栅在传感和通信领域中具有广泛的应用，如温度传感、压力传感、应变测量以及光纤通信等。在这些应用中，解调光纤光栅信号是非常重要的，它关系到信号的灵敏度、解调速度和解调精度。
2.光纤光栅解调方法
目前，常用的光纤光栅解调方法有频域法和时域法。其中，频域法是最常用的方法，主要通过FFT和滤波器技术进行解调。时域法则是使用时间域信号处理的方法进行解调。
在频域法中，选择了Bragg波长，将其与光纤光栅信号进行比较。Bragg波长是光纤光栅中的起波长。它通过与滤波器进行比较，可以获得光纤光栅中的光谱信息。滤波器一般是光栅专用的光谱仪，它能够将光纤光栅信号中的特定波长成分抽取出来，并进行高效解调。
3.基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统
基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统主要包括光源、光纤光栅、滤波器和光谱仪等组件。
光源：选择合适的波长的光源是解调系统的第一步。通常使用激光器作为光源，其波长与光纤光栅中的Bragg波长相近。
光纤光栅：光纤光栅可以通过将周期性的折射率调制加入到一根光纤中来实现。它可以选择性的反射或透射某一特定波长的光信号。在解调系统中，光纤光栅的选择要与滤波器的工作波长相匹配。
滤波器：滤波器是基于光栅原理的光谱仪，可以将特定的波长成分从光纤光栅信号中提取出来。滤波器的选择要与光纤光栅的特性相匹配，并且要具有高效率和高分辨率。
光谱仪：光谱仪用于检测从滤波器中提取出的光信号。它可以将光信号转化为电信号，并实现信号的快速采集和处理。光谱仪的性能对系统解调的灵敏度和精度有着重要的影响。
4.实验结果
本文设计了一个基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统，通过实验验证了该系统的可行性和性能。
实验中，选择了一个光纤光栅传感器，并与滤波器相匹配。通过调节光源的波长，使其与光纤光栅的Bragg波长相近。然后，将光纤光栅信号输入滤波器中，通过信号处理和光谱仪检测，最终可以得到光纤光栅中的光谱信息。
实验结果表明，基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统能够有效地提取出光纤光栅中的光谱信息。系统的解调精度和解调速度都达到了很高的水平。同时，该系统的可靠性和稳定性也得到了验证。
5.结论
本文提出了一种基于滤波器的Bragg光纤光栅解调系统，并通过实验证明了该系统的有效性和可靠性。该系统在光纤光栅传感和通信领域具有广阔的应用前景。随着技术的不断进步，基于滤波器的光纤光栅解调方法将会得到更进一步的发展，并且在更多的领域中得到应用。
参考文献：
[1]SunT,GrattanKTV.Fiberopticsensortechnologies:opportunitiesandperceptions[J].MeasurementScienceandTechnology,1998,9(6):795-804.
[2]DobbH.DecompositionofthenoiseinfibreBragggratingsensorsystems[J].JournalofOpticsA:PureandAppliedOptics,2000,2(5):472-479.
[3]XueY,etal.FiberOpticFabry-PerotPressureSensors[J].Micromachines,2018,9(2):54.
[4]Hernández-PozosJL,Castellanos-MuñozA,Muñoz-AguirreS.SpectrumSensingTechniqueBasedonthePowerSpectralDensityofFiberBraggGratings[J].JournalofSensorTechnology,2013,3(2):64-71.
[5]WuK,TongW,LiuY.StudyonDemodulationTechniqueofOn-lineBraggGratingSensor[J].ChineseJournalofLasers,2004,31(8):1105-1108.