[发明专利]一种基于光纤光栅斯托克斯参量的动态压力检测系统以及方法

摘要

一种基于光纤光栅斯托克斯参量的动态压力检测系统以及方法，它包括可调谐激光器、电动偏振控制器、传感光纤光栅、偏振检测模块、信号处理模块、反馈模块和显示单元，可调谐激光器发出一定波长的激光送入电动偏振控制器进入传感光纤光栅，在线偏振检测模块采集从传感光纤光栅中透射的光，输出至信号处理模块，得到透射光偏振态的三个斯托克斯参量，信号处理模块反馈至电动偏振控制器调整入射光偏振态。本发明利用光纤光栅在外加压力作用下产生线双折射，导致透射光的三个参量发生变化，采用单波长源实现对动态压力大小的实时传感，克服了传统方法不适合小压力传感的缺点，以及基于光栅偏振参量最大值传感方法不适合于动态压力传感的缺点。

主权项

1.一种基于光纤光栅斯托克斯参量的动态压力检测方法，应用基于光纤光栅斯托克斯参量的动态压力检测系统，该系统包括可调谐激光器(1)、电动偏振控制器(3)、传感光纤光栅(4)、在线偏振检测模块(5)、信号处理模块(6)、反馈模块(7)和显示模块(8)，所述的可调谐激光器(1)发出一定波长的激光送入电动偏振控制器(3)，电动偏振控制器(3)输出一定偏振态的光进入传感光纤光栅(4)，在线偏振检测模块(5)采集从传感光纤光栅(4)中透射的光，在线偏振检测模块(5)的信号输出端与信号处理模块(6)的信号输入端相连，得到透射光偏振态的三个斯托克斯参量s1 ， s2 和 s3 ，信号处理模块(6)的显示信号端与显示模块(8)的信号输入端相连，同时信号处理模块(6)的反馈信号输出端与反馈模块(7)的信号输入端相连，反馈模块(7)的信号输出端与电动偏振控制器(3)的对应信号输入端相连，用于调整入射光偏振态；该检测方法包括以下步骤：S1、制作传感光纤光栅(4)测量其透射谱，得到中心波长以及阻带的波长范围，选择测量波长λp，所述的λp在透射谱斜边1/2处至阻带边缘区域；S2、采用可调谐激光器(1)发出波长为λp的激光至电动偏振控制器(3)；S3、将经过电动偏振控制器(3)的激光发送至传感光纤光栅(4)；S4、采用在线偏振检测模块(5)对传感光纤光栅(4)中透射的光进行检测，得到包含偏振信息的四个模拟电压发送至信号处理模块(6)，信号处理模块(6)将模拟电压转换为透射光偏振态的三个斯托克斯参量s1，s2和s3，并且通过反馈模块(7)控制电动偏振控制器(3)，从而将入射光偏振态调整到目标态；S5、将外在压力加载在传感光纤光栅(4)上，前述外在压力导致透射光的三个斯托克斯参量发生变化；S6、在线偏振检测模块(5)对输出的透射光进行检测，输出至信号处理模块(6)；S7、信号处理模块(6)将模拟电压转换成三个斯托克斯参量，存储并显示在显示模块(8)上，实时监测压力大小。