一种基于微波光子滤波器的光纤光栅传感解调方法和装置

摘要

本发明涉及一种基于微波光子滤波器的光纤光栅传感解调方法和装置。本发明方法采用啁啾光纤光栅不等臂萨尼亚克环结构，利用其对电信号的滤波作用，将传感布拉格光纤光栅的波长漂移量转换为特定频率电信号的强度变化量，从而将波长信息解调出来。实现该方法的装置包括宽带光源、三端口光环形器、传感布拉格光纤光栅、电光调制器、光纤放大器、萨尼亚克环、光电探测器、电功率计，3-dB四端口光纤耦合器的两个端口通过两段光纤与线性啁啾光纤光栅的两端光连接，另两个端口作为萨尼亚克环的输入端口和输出端口。本发明将光纤光栅的波长变化量转化为调制电信号的功率变化量，从而对调制的电信号进行功率检测，大大降低了解调系统的成本和复杂度。

主权项

一种基于微波光子滤波器的光纤光栅传感解调方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)宽带光源经过光环形器进入传感布拉格光纤光栅，经过反射后，进入电光调制器中被频率为f的电信号调制后进入光纤放大器中进行放大；传感布拉格光纤光栅的反射峰位于宽带光源的中心波长附近；步骤(2)放大后的光进入萨尼亚克环；萨尼亚克环包括3‑dB四端口光纤耦合器和线性啁啾光纤光栅，所述的线性啁啾光纤光栅为通过紫外光在光纤中写入的折射率调制的光纤器件，在线性啁啾光纤光栅的不同位置反射不同波长，光萨尼亚克环两臂的长度分别为L1和L2；放大后的光由3‑dB四端口光纤耦合器的输入端口进入萨尼亚克环后分为两路，分别进入萨尼亚克环的两臂；步骤(3)进入萨尼亚克环的两臂的光经过线性啁啾光纤光栅反射后，从四端口3‑dB光纤耦合器的输出端口输出，进入光电探测器，转化成功率为Pe的电信号，Pe＝P0[1+mcos(Δφ/2)sin(2πft+φ0)]其中P0为宽带光经过传感布拉格光纤光栅反射回来的功率，m为电光调制器的调制深度，φ0为光电探测器输出电信号的相位，Δφ为调制后的信号经过萨尼亚克环两臂的相位差，Δφ＝4πf·neff·(L1‑L2+2z‑l)/c其中neff为光纤折射率，c为光在真空中传输的速度，l为线性啁啾光纤光栅的长度，z为光在线性啁啾光纤光栅中发生反射的位置，由传感布拉格光纤光栅的波长决定；对于选定频率的电信号，在光电探测器上探测到的电信号功率同萨尼亚克环两臂的相位差有关，即和调制光在线性啁啾光纤光栅反射的位置有关；步骤(4)将光电探测器得到的电信号接入电功率计，读出功率大小即可得到传感光纤光栅的波长。