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专利号: 2020106672440
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连续波空间域光纤光栅腔衰荡传感器系统解调方法,其特征是:

所使用的传感器系统包括宽带光源(1)、光纤环形器(2)、分光比为50:50的光纤耦合器(3)、第一偏振控制器(4)、光纤光栅衰荡腔、不对称插入的声光调制器(9)、光电平衡探测器(10)、声光调制器驱动源(11)以及数据采集处理单元(12);其中,光纤光栅衰荡腔由第一光纤光栅(5)、延迟光纤(6)、第二偏振控制器(7)、第二光纤光栅(8)顺次连接构成;第一光纤光栅(5)和第二光纤光栅(8)的中心波长和带宽均一致,第一光纤光栅(5)和第二光纤光栅(8)的反射率相同或不同,但均大于95%;光纤光栅衰荡腔的腔长大于宽带光源的相干长度;宽带光源(1)的输出端连接光纤环形器(2)的第一端,光纤环形器(2)的第二端连接光纤耦合器(3)的第一输入端,其第三端连接光电平衡探测器(10);光纤耦合器(3)的第二输入端也连接光电平衡探测器(10);光纤耦合器(3)的第一输出端连接第一偏振控制器一端(4),第一偏振控制器(4)的另一端连接第一光纤光栅(5);光纤耦合器(3)的第二输出端连接声光调制器(9)的一端,声光调制器(9)的另一端连接第二光纤光栅(8);光电平衡探测器(10)的输出端、数据采集处理单元(12)、声光调制器驱动源(11)、声光调制器(9)顺次连接;

所述解调方法包括以下步骤:

步骤一,宽带光源(1)发射的连续光依次经光纤环形器(2)、光纤耦合器(3),进入光纤光栅衰荡腔内来回振荡,在光电平衡探测器(10)处获得频移干涉差分电信号;

步骤二,利用数据采集处理单元(12)对电信号进行采集,作快速傅里叶变换获得连续波空间域衰荡信号,对连续波空间域衰荡信号进行峰值提取和指数拟合,得到指数衰减曲线,从而获得本征衰荡距离Λ0;衰荡距离的定义为:峰值幅度降低到初始峰值幅度的1/e时所经历的距离;

步骤三,将待测参量作用于第一光纤光栅(5)或第二光纤光栅(8)上,依次改变其大小,重复步骤二,获取对应的一系列衰荡距离;

步骤四,计算衰荡距离倒数相对于本征衰荡距离倒数的变化量,绘制其随待测参量变化的关系曲线,根据曲线斜率k和当前衰荡距离Λ,利用公式 计算当前待测参量X。

2.如权利要求1所述的连续波空间域光纤光栅腔衰荡传感器系统解调方法,其特征是:

所述数据采集处理单元包括相连接的数据采集单元和计算机。