研究生光纤光栅传感读书报告.docx

论文列表
题目
作者及单位
年份
光纤光栅技术及其在WDM全光网中的应用研究
何瑾琳东南大学
2000
光纤光栅光谱特性及其在WDM全光网中的应用研究
徐新华东南大学
2003
新型光纤光栅传感技术研究
庞丹丹山东大学
2014
光纤光栅传感信号解调技术研究进展
吴晶等海军工程大学
2014
光纤光栅应力传感器信号检测中的双值问题研究
陆青等中国科学院
2004
一种快速光纤光栅匹配解调系统的研究
贾振安等西安石油大学
2012
基于分布式光纤光栅传感的温度测量系统
陈曦等重庆电力公司
2014
优化光纤光栅传感器匹配光栅解调方法研究
詹亚歌等中国科学院
2004
基于四并联光栅匹配滤波解调系统的研究
王平等西安邮电大学
2014
振动/温度光纤光栅传感器技术研究
贾艳丽西安理工大学
2008
光纤传感系统及网络关键技术研究
韦朴东南大学
2011
学习概述
基本概念梳理
光纤光栅
是一种通过一定方法使得光纤纤芯的折射率延轴向产生周期性调制的而形成的衍射光栅,形成的是永久性空间的相位光栅,作用相当于一种纤芯内无源窄带滤波器或者反射镜。当一组光谱光经过光纤光栅时,满足布拉格条件的波长产生反射,其余透过光栅继续传输。
光纤光栅主要分为短周期和长周期两类,其中短周期以光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating)为最具发展前景的无源器件,利用其特性发展的基于光纤光栅的耐温传感系统进行高温检测等应用具有广阔的前景。
均匀布拉格光栅(FBG)
是在单模光纤中使纤芯折射率发生周期性变化而形成的。当光在光纤中传播时,光会在每个光栅面处散射,如果不满足布拉格条件,由依次排列的光栅平面反射的光相位将会逐渐变得不同,直到最后相互抵消。满足布拉格条件的波长的光,由每个光栅平面反射后叠加,最后会形成一个反射峰,其中心波长由光栅参数决定。温度、压力等外界因素会导致光纤光栅的反射波长发生偏移。
WDM全光网
是克服“电子瓶颈”的重要方式,在传输过程中避免了光电转化过程,两端只需要在波长上建立连接,那么任意格式和速率的信号都可以进行传输,不受内容限制。
WDM全光网关键器件及技术:
OADM光插分复用器
在传输路径中,将本地需要的波长从光信号中剥离,将本地需要发送的光信号复用到WDM信号中去,具有选择透明性。
OXC光交叉连接
是全光网的核心器件,直接在光域实现高速光信号的路由选择、网络恢复等,无需O/E/O转化处理。其中的核心是光开关。
光放大器
近年研究主要方向和热点
光纤光栅传感模型及理论:基于耦合模的分析理论是光纤光栅传感中比较严格的理论体系,但由于其计算繁琐复杂,能够得到的解析解十分有限
光纤光栅的敏化与封装技术:由于光纤光栅本身的机械强度有限,并且力学敏感度和温度敏感系数低,以及交叉敏感效应的存在,要将其应用于实际的工程测量中,必须进行敏化和封装
光纤光栅传感器及传感技术:在工程应用中,需要针对测量的参数类型、性质、分布等要求,对光纤光栅传感器的结构进行特殊的设计,来保证检测结果的准确性和可重复性
信号解调与传感网系统:高精度低成本的波长检测技术是信号解调的应用基础,而分布式、多参量、多功能感测的传感网络则是大型结构体实时检测的未来趋势
光纤光栅解调技术
信号检测是传感系统中的关键技术之一。光纤光栅传感信号的解调方案包括强度解调、相位解调、频率解调、偏振解调和波长解调。其中波长解调技术将信号进行波长编码,中心波长处窄带反射,不必对光纤连接器和耦合器损耗以及光源输出
功率进行补偿,使其得到广泛应用。
光谱仪和多波长计检测方法
光谱分析仪通过调节衍射光栅的角度,使其分离出不同的波长,分离出的波长由反射镜聚焦到探测器。旋转衍射光栅可对波长范围进行扫描。
多波长计,利用利用光波的干涉效应将同相位的光信号加强的原理,来对不同的光波进行区分。
边缘滤波器检测法
边缘滤波器的输出光强的变换量与波长漂移量成正比,将反射回的光分束送到两个不平衡的滤波器,将经过滤波器的光强相除,即得到包含波长移位信息的结果。这是一种基于光强的检测。
可调谐滤波检测法
FTFFP:通过压电陶瓷精确移动平面镜的间距,改变Fabry-Perot腔的腔长,从而实现滤波器的调谐;AOTF:由射频驱动的频率可调谐的固态光滤波器,波长调谐范围可宽至几毫米。
匹配光栅检测法
在监测端设置一参考光栅,其光栅常数与传感光栅相同。参考光栅贴于一外加扫描电压的压电陶瓷上。传感光栅的自由态对应光探测器输出幅度最高。当传感光栅感应外界温度和应变时,中心波长移位,参考光栅发射度下降,信号发生器工作,使参考光栅重新达到原有值,这时的扫面电压对应一定的外界物理量。该方案