[发明专利]多路复用相移光纤光栅传感系统

说明书

本发明涉及一种多路复用相移光纤光栅传感系统；步骤为：使多波长窄线宽激光器的输出波长落在相移光纤光栅相移峰的边缘；多波长窄线宽激光器输出的光经耦合器后一分为二，一部分经第1环形器进入到传感相移光纤光栅组；另一部分再经环形器进入到参考相移光纤光栅组；从传感相移光纤光栅组反射回来的光信号经第1环形器后进入第1阵列波导光栅；从参考相移光纤光栅组反射回来的光信号经第2环形器后进入第2阵列波导光栅。第1阵列波导光栅和第2阵列波导光栅分别将不同波长的光信号分开，并将对应波长的光信号输入到平衡接收机；对从各平衡接收机出来的信号进行采集和处理，获取外界温度或应变信息。本发明的优点是：本系统一般只用于微弱超声信号的探测，外界的温度或应变的变化不会很大。

技术领域

本发明涉及一种光栅传感系统，具体涉及的是一种多路复用相移光纤光栅传感系统。

背景技术

本发明是针对相移光纤光栅传感中的复用问题而设计出的多路复用相移光纤光栅传感系统。

当外界温度或应变发生变化时，相移光纤光栅的反射峰将会移动。如果将窄线宽激光器的波长调谐到相移光纤光栅反射峰的边缘，则外界温度或应变的变化将会导致反射光功率的变化。通过检测反射光信号功率的变化就可获得外界的温度或应变。相比于传统的光纤光栅传感，相移光纤光栅具有更陡峭的反射峰，因此，相移光纤光栅传感系统的灵敏度更高。

在许多传感领域，比如光纤水听器，往往需要进行多点测量，因此迫切需要多路复用传感系统。

基于此，本发明提出了基于多波长窄线宽激光器的多路复用相移光纤光栅传感系统。

发明内容

本发明通过采用多波长窄线宽激光器，并使其输出波长分别位于不同的相移光纤光栅透射峰的边缘上。在接收端采用多个参考相移光纤光栅。这些参考相移光纤光栅分别与传感相移光纤光栅一一配对，配对的相移光纤光栅对性能完全一样。参考相移光纤光栅用于消除多波长窄线宽激光器的频率噪声和强度噪声，以准确获取传感相移光纤光栅反射光信号功率的大小。为了将每个相移光纤光栅的反射光信号功率提取出来，采用了阵列波导光栅。同时，通过设计光路，使第2阵列波导光栅用于透过参考相移光纤光栅的反射光信号，第1阵列波导光栅用于透过传感相移光纤光栅的反射光信号。然后将配对波长输入平衡接收机。

为实现上述目的，本发明采用下面的步骤搭建多路复用相移光纤光栅传感系统；一种多路复用相移光纤光栅传感系统；其特征在于方法步骤为：

(1)使多波长窄线宽激光器的输出波长落在相移光纤光栅相移峰的边缘，如图3所示；

(2)多波长窄线宽激光器输出的光经耦合器后一分为二，一部分经第1环形器进入到传感相移光纤光栅组；另一部分再经第2环形器进入到参考相移光纤光栅组；

(3)从传感相移光纤光栅组反射回来的光信号经第1环形器后进入第1阵列波导光栅；从参考相移光纤光栅组反射回来的光信号经第2环形器后进入第2阵列波导光栅。

(4)第1阵列波导光栅和第2阵列波导光栅分别将不同波长的光信号分开，并将对应波长的光信号输入到平衡接收机；

(5)对从各平衡接收机出来的信号进行采集和处理，获取外界温度或应变信息。

本发明的优点是：本系统一般只用于微弱超声信号的探测，外界的温度或应变的变化不会很大。但是，如果外界的温度或应变变化很大，并导致传感相移光纤光栅反射峰移动较大时，可能会使多波长窄线宽激光器的输出波长没有落在传感相移光纤光栅反射峰上，从而导致系统失效。这时要增加反馈，以调节窄线宽激光器的输出波长及参考相移光纤光栅的反射谱。

附图说明

图1是多路复用相移光纤光栅传感系统结构图。