迟滞和蠕变补偿的F-P滤波器波长解调方法研究

在光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)的波长解调方法中,可调谐法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)滤波器解调法使用较多,但F-P滤波器中锆钛酸铅压电陶瓷(Pb(Zr1-xTix)O3,PZT)的迟滞和蠕变使F-P滤波器输出波长随时间非线性变化,带来波长解调误差大、传感检测精度低的问题。本文从研究F-P滤波器中的PZT迟滞和蠕变特性入手,提出了一种基于热标准具与PZT迟滞和蠕变补偿控制的F-P滤波器解调方法。控制PZT的驱动电压随时间非线性改变,使宽带光源经过F-P滤波器输出的波长能随时间等间隔变化,获得了随时间线性变化的标准具透射谱峰值波长,作为波长标尺的"刻度线",为解调传感光栅的波长提供精确的波长基准。利用FBG测温的实验结果表明,本文提出的方法与未进行迟滞和蠕变补偿控制的方法相比,温度测量精度提高约20倍,温度测量误差小于0.5℃。