研究目的
提出一种新型长距离光纤布拉格光栅(FBG)解调方案,该方案能消除瑞利散射的影响,并以约20皮米的精度检测100公里外FBG反射波长的变化。
研究成果
所提出的光纤布拉格光栅解调方案可消除瑞利散射的影响,在100公里外检测FBG反射波长的变化,精度约为20皮米。该方案适用于监测不同FBG中心波长变化所引起的待测参数变化。
研究不足
误差随着扫描频率范围的增大而增加,这是由于扫频源的非线性特性所致。未来的研究应在解调过程中加入非线性校正算法,并结合其他信号放大方法以扩大检测范围。
1:实验设计与方法选择:
该方案采用声光调制器(AOM)将激光调制成小占空比脉冲光,并使用1455.8nm波长、300mW功率的拉曼泵浦激光源来延长传感距离。来自波长扫描激光器的TTL电平触发采集时跳过时域中的瑞利散射,仅收集FBG返回信息。
2:8nm波长、300mW功率的拉曼泵浦激光源来延长传感距离。来自波长扫描激光器的TTL电平触发采集时跳过时域中的瑞利散射,仅收集FBG返回信息。 样本选择与数据来源:
2. 样本选择与数据来源:实验系统使用七个FBG,第一个作为参考光栅。解调系统与最近FBG的距离设置为100公里。
3:实验设备与材料清单:
AOM、拉曼泵浦激光源、QAD卡、LabVIEW仿真程序。
4:实验步骤与操作流程:
将激光调制成小占空比脉冲激光,并利用拉曼泵浦激光源放大脉冲激光及FBG反射光的功率。通过QAD卡采集返回的FBG波长并由LabVIEW仿真程序处理。
5:数据分析方法:
通过计算高速数据采集(DAQ)卡中参考光栅与监测光栅采样点之间的差值,获得传感光栅的中心波长。
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acousto-optic modulator
Modulates the laser into a pulse laser with a small duty cycle
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Raman pump laser source
Amplifies the power of pulsed laser and the FBG reflected light
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QAD card
Collects the returned FBG wavelength
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LabVIEW simulation program
Processes the returned FBG wavelength
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