一种基于液晶F‑P腔可调滤波技术的光纤光栅解调系统及方法技术方案
A liquid crystal F P cavity tunable filter based on the technology of fiber grating demodulation system and method
The invention discloses a fiber grating demodulation system and method of a liquid crystal F P cavity tunable filter based on liquid crystal technology, using F P cavity tunable filter technology based on wavelength demodulation can improve the performance and reduce the cost at the same time, the circulator structure reduce the whole system of IL, improve the detection power of optical isolator using demodulation, improve ISO the light source performance, reduce echo interference, improve the demodulation performance, enhance system reliability, and multi channel array circulator and detector array Mini PD structure to achieve efficient multi channel array fiber grating demodulation function, practical strong, superior performance, low cost, high reliability, easy batch production.
【技术实现步骤摘要】
一种基于液晶F-P腔可调滤波技术的光纤光栅解调系统及方法
本专利技术属于光纤传感
，涉及到多通道集成式高精度光纤光栅波长解调系统，特别适用于低成本、高性能、高集成度及多通道密集传感系统的波长解调与应用。
技术介绍
当光纤光栅所处环境物理量发生变化，将导致光栅纤芯折射率发生变化，即光栅的周期发生变化，从而使反射光的波长发生变化，通过解调波长的变化量，就可以测量待测物体的物理量的变化情况，因此光纤光栅可以用于温度、应变及应力等物理量的传感测量。随着光纤光栅的早期大量应用于材料工业、化学医药、水利水电、电力、船舶、煤矿等领域，目前还在建筑、桥梁、水坝、管线、隧道、高速公路、机场跑道、地铁及铁路等领域大量应用。因此对传统的光纤光栅解调器，提出了更高要求，主要有三个方面：一是要求光纤光栅解调器具有高灵敏度、高分别率；二是开发体积小、多通道密集、集成度高的解调器；三是要求成本低廉、可靠性高。目前多通道光纤光栅传感解调器主要采用基于MEMSF-P腔可调滤波器技术方案，角度可调滤光片型可调滤波器技术方案；MEMSF-P腔滤波采用的是压电陶瓷技术，此技术对工艺要求高，因此成品率不高，价格昂贵；而角度可调滤光片型可调滤波器技术，通常采用电机驱动方案，而电机的最大缺点是其控制时间慢，使用寿命有限制，同时体积也较大，因此这几个方面限制其大量应用。而随着液晶电视技术的成熟及大批量应用，液晶技术逐渐应用于光通信及光纤传感领域，像国外CoAdnaPhotonics其LC-basedWSS(波长选择开关)技术大批量用于DWDM系统和ROADM(可重构光分插复用器)系统，同时LCOS...
【技术保护点】
一种基于液晶F‑P腔可调滤波技术的光纤光栅解调系统，其特征在于，包括ASE宽带光源(1)、光隔离器ISO(2)、液晶F‑P腔可调滤波器LC‑TOF(3)、1*2耦合器(4)、校准波长(5)、mini‑PD探测器(6)、TEC温度控制器(7)、1*N耦合器(8)、环形器阵列(9)、多通道FBG光纤光栅(10)、mini‑PD探测器阵列(11)；ASE宽带光源(1)出射的宽带光源经过光隔离器ISO(2)隔离然后进入液晶F‑P腔可调滤波器LC‑TOF(3)后形成中心波长可变的窄带光源，经过1*2耦合器(4)分光后，一路进入单通道校准波长(5)，后经过光电mini‑PD探测器(6)转换为窄带校准电信号，另一路经过1*N路耦合器(8)后经环形器阵列(9)1端口入，2端口出射进入多通道FBG光纤光栅(10)传感器阵列，由多通道FBG光纤光栅(10)反射回的待测物理信息的反射信号经环形器阵列(9)3端口反射输出，经过mini‑PD探测器阵列(11)光电信号处理后，转换成待测的窄带电信号；当改变电压扫描控制液晶F‑P腔可调滤波器LC‑TOF(3)的腔长，实现滤波器的波长从短到长波的周期性变化时，利用已...
【技术特征摘要】
1.一种基于液晶F-P腔可调滤波技术的光纤光栅解调系统，其特征在于，包括ASE宽带光源(1)、光隔离器ISO(2)、液晶F-P腔可调滤波器LC-TOF(3)、1*2耦合器(4)、校准波长(5)、mini-PD探测器(6)、TEC温度控制器(7)、1*N耦合器(8)、环形器阵列(9)、多通道FBG光纤光栅(10)、mini-PD探测器阵列(11)；ASE宽带光源(1)出射的宽带光源经过光隔离器ISO(2)隔离然后进入液晶F-P腔可调滤波器LC-TOF(3)后形成中心波长可变的窄带光源，经过1*2耦合器(4)分光后，一路进入单通道校准波长(5)，后经过光电mini-PD探测器(6)转换为窄带校准电信号，另一路经过1*N路耦合器(8)后经环形器阵列(9)1端口入，2端口出射进入多通道FBG光纤光栅(10)传感器阵列，由多通道FBG光纤光栅(10)反射回的待测物理信息的反射信号经环形器阵列(9)3端口反射输出，经过mini-PD探测器阵列(11)光电信号处理后，转换成待测的窄带电信号；当改变电压扫描控制液晶F-P腔可调滤波器LC-TOF(3)的腔长，实现滤波器的波长从短到长波的周期性变化时，利用已标定的电压与波长关系，可以通过解调出的电信号得到被测FBG光纤光栅波长的变化，以最终精确测试出待测物理量变化的信息，TEC温度控制器(7)精确控制液晶F-P腔可调滤波器LC-TOF(3)的温度，以提高其波长稳定性和响应时间，通过单通道校准波长起到每次电压扫描控制时，实时校准液晶F-P腔的起始波长变化，以准确实时修正每次测量因液晶F-P腔受外界环境及自身影响的误差。2.根据权利要求1所述的光纤光栅解调系统，其特征在于，所述液晶F-P腔可调滤波器LC-TOF(3)包括：mini小型化输入准直器、PBS1起偏器、F-P腔液晶盒、PBS2检偏器、mini小型化输出准直器。3.根据权利要求1所述的光纤光栅解调系统，其特征在于，所述ASE宽带光源(1)替换为SLED宽带光源(13)，所述的环形器阵列(9)替换为1*2耦合器阵列(12)；SLED宽光源(13)出射的宽带光源经过光隔离器ISO(2)隔离然后进入液晶F-P腔可调滤波器LC-TOF(3)后形成中心波长可变的窄带光源，经过1*2耦合器(4)分光一路进入单通道校准波长(5)，后经过光电mini-PD探测器(6)转换为窄带校准电信号，另一路经过1*N路耦合器(8)后经1*2耦合器阵列(12)2端口入，1端口出射进入多通道FBG光纤光栅(10)传感器阵列，由FBG光纤光栅(10)反射回的待测物理信息的反射信号经1*2耦合器阵列(12)3端口反射输出，经过mini-PD探测器阵列(11)光电信号处理后，转换成待测的窄带电信号；当改变电压扫描控制液晶F-P腔可调滤波器LC-TOF(3)的腔长，实现滤波器的波长从短到长波的周期性变化时，利用已标定的电压与波长关系，可以通过解调出的电信号得到被测FBG光纤光栅波长的变化，以最终精...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁善婷，聂磊，王妍，翟中生，华中平，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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