專利名稱：基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式fbg解調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
光纖傳感器可以對(duì)電磁、機(jī)械、溫度等物理 量進(jìn)行精密測(cè)量，傳統(tǒng)傳感器相對(duì)于光纖傳感器在靈敏度、響應(yīng)程度、抗干擾(電磁信號(hào))、抗環(huán)境腐蝕方面有著一定的局限性，故現(xiàn)在多采取光纖傳感器。其中光纖布拉格光柵(FBG)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而成為傳感器領(lǐng)域研究的一大熱門。但是FBG的解調(diào)直接影響到FBG產(chǎn)品的精度，故解調(diào)系統(tǒng)是光纖光柵傳感系統(tǒng)的核心，如何方便、快捷、精確、低成本地達(dá)到光纖光柵的解調(diào)是我們必須解決的問題。通過市場(chǎng)調(diào)研，目前常用的幾種光纖光柵解調(diào)方法如下(I)利用光譜儀光譜儀使用雖然方便，但價(jià)格昂貴。(2)可調(diào)諧光源可調(diào)諧光源的波長(zhǎng)可以由計(jì)算機(jī)控制，它發(fā)出的光通過耦合器，被光柵反射后再次通過耦合器到達(dá)光功率計(jì)。光功率計(jì)測(cè)量此光的功率值，并傳送給計(jì)算機(jī).計(jì)算機(jī)控制光源的波長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)掃描，同時(shí)記錄相應(yīng)的光功率計(jì)的讀數(shù)，這樣就得到了傳感光柵的反射譜。常見的可調(diào)諧光源為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。但一臺(tái)可以用計(jì)算機(jī)控制的可調(diào)諧激光器市價(jià)約20萬元，價(jià)格極其昂貴。(3)可調(diào)諧濾波器濾波器的透過波長(zhǎng)可以由計(jì)算機(jī)控制，和可調(diào)諧光源的系統(tǒng)類似，依然用計(jì)算機(jī)控制掃描，可以得到傳感光柵的反射譜。當(dāng)前市場(chǎng)上的可調(diào)諧濾波器多為光纖Fabry —Perot腔型的，價(jià)格約為數(shù)千元，重復(fù)性不好，典型的波長(zhǎng)調(diào)諧重復(fù)誤差可達(dá)O. Inm量級(jí)。(4)邊沿濾波器邊沿濾波器對(duì)不同波長(zhǎng)的光的透射率不同。這樣，如果傳感光柵反射到濾波器的光的功率不變，但波長(zhǎng)改變，透過濾波器到光功率計(jì)的光的功率就會(huì)隨著波長(zhǎng)的改變而改變；標(biāo)定后，從功率值就可以推測(cè)出相應(yīng)的布喇格波長(zhǎng)值。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，但失去了光纖光柵傳感器波長(zhǎng)調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果對(duì)光源輸出功率以及傳輸損耗的起伏非常敏感。(5)利用陣列波導(dǎo)光柵(AWG)解調(diào)、利用匹配光柵解調(diào)方法等 綜上所述，盡管目前對(duì)于分布式FBG解調(diào)的方法很多，但存在很多的不足與問題，主要體現(xiàn)在操作繁瑣、費(fèi)用高、低精度等方面，所以很有必要開發(fā)一種新型的解調(diào)裝置去優(yōu)化甚至替代現(xiàn)有的裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種誤差小，具有較高的精度，應(yīng)用前景廣泛的分布式FBG解調(diào)裝置。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置，包括可發(fā)出光波經(jīng)耦合器到達(dá)分布式FBG的寬譜光源，及接收分布式FBG反射譜的耦合器，及可接收耦合器耦合而出的光波的回音壁模式光學(xué)微腔，該回音壁模式光學(xué)微腔依次連接有光探測(cè)器、放大器和計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)連接有控制器。進(jìn)一步地，所述回音壁模式光學(xué)微腔與控制器間通過有可控制回音壁模式光學(xué)微腔半徑的液壓裝置相連接。進(jìn)一步地，所述耦合器連接有光纖布拉格光柵。本實(shí)用新型基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置的有益效果是通過寬譜光源發(fā)出的光波經(jīng)光纖到達(dá)光柵，光柵所反射特定波長(zhǎng)的光波進(jìn)入耦合器，耦合而出的光波進(jìn)入回音壁模式光學(xué)微腔，再通過計(jì)算機(jī)對(duì)液壓裝置的控制不斷改變回音壁模式光學(xué)微腔的半徑，由于回音壁模式光學(xué)微腔的光學(xué)特性，與之匹配波長(zhǎng)光波便耦合而出，由光探測(cè)器接受并傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過分析處理，從而 達(dá)到分布式光柵的解調(diào)；在應(yīng)用中分布式FBG作為感應(yīng)探頭進(jìn)入特定的環(huán)境中，由于電磁、機(jī)械、溫度或其他應(yīng)變會(huì)改變光柵的性質(zhì)從而改變其反射波長(zhǎng)，通過裝置實(shí)時(shí)捕捉應(yīng)并分析處理，及時(shí)報(bào)告并作出相應(yīng)的調(diào)整從而可達(dá)到實(shí)時(shí)控制的效果，且具有較高精度及誤差小的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。

圖I為本實(shí)用新型基于回音壁模式光學(xué)微腔的特性示意圖；圖2為本實(shí)用新型基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖I和圖2所示，本實(shí)用新型基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置，包括可發(fā)出光波經(jīng)耦合器2到達(dá)分布式FBG的寬譜光源1，及接收分布式FBG反射譜的耦合器2，及可接收耦合器2耦合而出的光波的回音壁模式光學(xué)微腔3，該回音壁模式光學(xué)微腔3依次連接有光探測(cè)器5、放大器6和計(jì)算機(jī)8，所述計(jì)算機(jī)8連接有控制器7。其中，所述回音壁模式光學(xué)微腔3與控制器7間通過有可控制回音壁模式光學(xué)微腔3半徑的液壓裝置4相連接；所述耦合器2連接有光纖布拉格光柵9。本實(shí)用新型基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置的有益效果是通過寬譜光源發(fā)出的光波經(jīng)光纖到達(dá)光柵，光柵所反射特定波長(zhǎng)的光波進(jìn)入耦合器，耦合而出的光波進(jìn)入回音壁模式光學(xué)微腔，再通過計(jì)算機(jī)對(duì)液壓裝置的控制不斷改變回音壁模式光學(xué)微腔的半徑，由于回音壁模式光學(xué)微腔的光學(xué)特性，與之匹配波長(zhǎng)光波便耦合而出，由光探測(cè)器接受并傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過分析處理，從而達(dá)到分布式光柵的解調(diào)；在應(yīng)用中分布式FBG作為感應(yīng)探頭進(jìn)入特定的環(huán)境中，由于電磁、機(jī)械、溫度或其他應(yīng)變會(huì)改變光柵的性質(zhì)從而改變其反射波長(zhǎng)，通過裝置實(shí)時(shí)捕捉應(yīng)并分析處理，及時(shí)報(bào)告并作出相應(yīng)的調(diào)整從而可達(dá)到實(shí)時(shí)控制的效果，且具有較高精度及誤差小的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于智能傳感領(lǐng)域，如智能結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，智能油井和管道，智能土木工程建筑，以及智能航空、航海等，應(yīng)用前景十分廣泛。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置,其特征在于包括可發(fā)出光波經(jīng)耦合器到達(dá)分布式FBG的寬譜光源，及接收分布式FBG反射譜的耦合器，及可接收耦合器耦合而出的光波的回音壁模式光學(xué)微腔，該回音壁模式光學(xué)微腔依次連接有光探測(cè)器、放大器和計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)連接有控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置，其特征在于所述回音壁模式光學(xué)微腔與控制器間通過有可控制回音壁模式光學(xué)微腔半徑的液壓裝置相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置，其特征在于所述稱合器連接有光纖布拉格光柵。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于回音壁模式光學(xué)微腔的分布式FBG解調(diào)裝置，包括可發(fā)出光波經(jīng)耦合器到達(dá)分布式FBG的寬譜光源，及接收分布式FBG反射譜的耦合器，及可接收耦合器耦合而出的光波的回音壁模式光學(xué)微腔，該回音壁模式光學(xué)微腔依次連接有光探測(cè)器、放大器和計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)連接有控制器；通過寬譜光源發(fā)出的光波經(jīng)光纖到達(dá)光柵，光柵所反射特定波長(zhǎng)的光波進(jìn)入耦合器，耦合而出的光波進(jìn)入回音壁模式光學(xué)微腔，再通過計(jì)算機(jī)對(duì)液壓裝置的控制不斷改變回音壁模式光學(xué)微腔的半徑，由光探測(cè)器接受并傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過分析處理，從而達(dá)到分布式光柵的解調(diào)，其具有實(shí)時(shí)控制的效果，且具有較高精度及誤差小的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。
文檔編號(hào)G01D5/26GK202582569SQ201220231288
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者方正, 彭保進(jìn) 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)