大規模分布式布拉格光柵光纖傳感網絡的研究新進展

2021-01-18 OFweek光通訊網

　　近些年來，光纖傳感技術由於其體小質輕、高靈敏度、抗電磁幹擾等優勢在許多工業領域中得到了廣泛的應用。 而隨著光纖傳感組網技術的發展，構建大容量、長距離、高精度的分布式布拉格光柵光纖傳感網絡成為當下光纖傳感技術的研究熱點之一。 傳統的分布式傳感的復用技術採用的是注入時域光脈衝的方法， 然而這一類方法在構建特大規模的傳感網絡時常常顯得力不從心， 因為採用脈衝調製往往會帶來成本的提高以及接收端光信號功率的下降，從而極大的限制了可復用光柵的數量。

　　武漢光電國家實驗室、光學與電子信息學院夏曆副教授領導的研究組創新性的提出並驗證了一種基於分析微波光子網絡響應的大規模分布式布拉格光柵光纖傳感網絡。 整個光纖傳感網絡可以被看作是一種多抽頭的微波光子濾波器，並且在解調端運用了平移高斯光學濾波器的探測技術，使的通過分析整個濾波器的頻率響應，便可以準確的探測出每個光柵所收到溫度或者應力的大小。由於整個傳感系統運用了連續光而非脈衝光，並且所有光柵採取了獨特的超短光柵結構使得它們具有很寬的光譜，此種傳感網絡在接收端可以得到比傳統時分復用傳感網絡大得多的信號功率。 另外傳感網絡的靈敏度以及動態範圍還可以通過簡單的調整高斯濾波器之間的中心波長間距來隨意的調節。 由此可以預見，這些創新性的設計對於今後構建特大規模的布拉格光柵傳感網絡具有非常重要的意義。

　　2016年1月29日，該成果「 基於平移高斯濾波器以及微波光子網絡分析的超短光柵分布式光纖傳感」（Ultra-short FBG based distributed sensing using shifted optical Gaussian filters and microwave-network analysis）發表在美國光學協會旗下雜誌Optics Express上(Vol. 24, Issue. 3, pp. 2466-2484, 2016）。　

　　圖1　傳感網絡結構原理示意圖

　　

　　圖2　不同光柵測量結果圖

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