基于微波光子的光纤传感解调技术(特邀)

光纤传感器因其具有抗电磁干扰、耐腐蚀、质量轻、体积小、精度高和易于复用等诸多优点,已广泛应用于航空航天、石油化工、电子电力、土木工程和生物医药等领域。传统的光纤传感解调技术存在精度低、速度慢和稳定性差等缺点。为解决此问题,近年来,基于微波光子学的传感与解调技术引起了科研人员的广泛关注。文章系统地回顾了基于微波光子学的光纤传感解调技术的研究进展,介绍了多种微波光子传感解调方案及其工作原理,并对未来的研究和发展方向进行了探讨。

基于匹配滤波解调的多芯Bragg光栅曲率传感器

设计了一种多芯光纤Bragg光栅曲率传感器,并采用匹配滤波技术实现曲率解调。多芯光纤Bragg光栅曲率传感器是通过在多芯光纤的两个中心对称纤芯中写入Bragg光栅实现的。两个光纤Bragg光栅具有相似的反射谱和中心波长,当多芯光纤发生弯曲时,两个光纤Bragg光栅的反射谱叠加区域将发生改变。将两个光纤Bragg光栅构造成匹配滤波模式,则两个光纤Bragg光栅反射谱的叠加区域面积决定了输出信号的光强,而叠加区域的面积与光纤曲率有关。因此,通过测量匹配滤波信号的功率可以实现曲率解调。结果表明,匹配滤波技术能有效解调多芯光纤Bragg光栅曲率传感器,最大曲率解调灵敏度为0.78mW·m^(-1)。此外,测量了多芯光纤Bragg光栅曲率传感器在不同轴向应变和环境温度下的解调性能,结果表明,该曲率解调系统具有很强的抵抗外界环境波动的能力。