[发明专利]利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调系统及方法

权利要求书

1.一种利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调系统，其特征在于，包括相互连接的波长可调谐激光器、偏振控制器、相位调制器、三端口光环形器、双相移光纤光栅、光纤放大器、光电探测器、微波放大器、微波耦合器；所述光环形器的第一端口与所述相位调制器的输出端口相连，所述光环形器的第二端口与一双相移光纤光栅相连，所述光环形器的第三端口与光纤放大器相连；所述微波耦合器的输入端与微波放大器的输出端相连，所述微波耦合器的第一输出端与相位调制器射频端相连，所述微波耦合器的第二输出端与一电频谱仪相连。

2.根据权利要求1所述的利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调系统，其特征在于，所述波长可调谐激光器、偏振控制器、相位调制器、三端口光环形器、双相移光纤光栅、光纤放大器、光电探测器由通过光纤相连；所述光电探测器、微波放大器、微波耦合器、相位调制器的微波输入端通过微波同轴线顺次相连。

3.根据权利要求2所述的利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调系统，其特征在于，所述相位调制器、三端口光环形器、双相移光纤光栅、光纤放大器、光电探测器、微波放大器、微波耦合器构成了一个稳定闭合光电振荡回路。

4.一种利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调系统的解调方法，其特征在于，具体过程如下：

S1：波长可调谐激光器的输出光波经偏振控制器到达相位调制器，由相位调制器输出的光信号经三端口光环形器的输入端口达到双相位光纤光栅；

S2：通过双相移光纤光栅反射的光信号经该三端口光环形器的输出端口达到光纤放大器放大后，进入光电探测器进行光电转换，光电探测器输出的电信号通过微波放大器进行放大；

S3：微波放大器的输出端与微波耦合器输入端连接，微波耦合器输出的电信号中的一部分加载到相位调制器的射频端，形成光电振荡器的环路，另一部分作为微波信号输出。

5.根据权利要求4所述的利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调方法，其特征在于，微波耦合器输出的微波信号包括f_e1、f_e2、f_b：

f_e1＝f_p1-f_C f_e2＝f_p2-f_C f_b＝f_e2-f_e1

其中，f_C,f_p1,f_p2分别代表激光器输出光的频率、双相移光纤光栅其中一个相移峰的中心频率以及双相移光纤光栅另一个相移峰的中心频率，f_b为由于光电振荡环路的非线性而产生的差频，f_C＜f_p1＜f_p2。

6.根据权利要求5所述的利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调方法，其特征在于，双相移光纤光栅中频率为f_p2的相移区域作为传感区域感受外界待测物理量变化，当外界传感物理量发生变化时，该相移峰的中心频率会随之发生改变Δf，同时光电振荡产生的微波频率f_e2也会改变Δf；而由于中心频率为f_p1的相移区域感受不到外界物理量变化，因此光电振荡产生的的微波频率f_e1不变，导致差频f_b改变Δf，通过测量差频频率改变从而可以对待测物理量进行解调。

7.根据权利要求6所述的利用窄带双相移光纤光栅进行热稳定传感解调方法，其特征在于，当外界环境温度改变时，双相移光纤光栅中的两处相移区域都能感受到温度变化，f_p1、f_p2同时发生频率改变Δf_T，因此差频f_b保持不变，因此可以避免外界环境温度改变对测量结果的影响，进行热稳定传感解调。