《基於超低反射率光纖光柵的感測方法及其套用基礎研究》是依託武漢理工大學，由文泓橋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於超低反射率光纖光柵的感測方法及其套用基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：文泓橋
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於高反射率光纖布拉格光柵（FBG）的感測系統通常採用波分復用的方法，受光源頻寬限制，單根光纖上能夠復用的感測器只有數十個；而基於超低反射率光纖光柵（-35dB左右）的感測系統可採用光頻域反射（OFDR）或時分復用（TDM）的方法，使單根光纖上能夠復用的感測器超過1000個。本項目對基於超低反射率光纖光柵的感測方法與技術進行研究，提出新型OFDR和TDM系統結構，改善大容量光纖光柵感測系統的性能。研究內容包括；（1）通過偏振控制來分離OFDR系統中各個感測器之間干涉方法（2）採用線性形狀反射率分布的啁啾光纖光柵作為TDM系統的感測單元，並通過偽隨機編碼和相關檢測來提高系統的信噪比的方法與技術。超低反射率光纖光柵感測系統結合了光纖光柵感測和光時域反射（OTDR）感測的優點，本項目一方面可為光纖感測的研究提供新的方法和思路，另一方面為惡劣環境下重大工程和裝備的安全監測提供新的解決方案。
結題摘要
目前大多數光纖光柵感測系統採用波分復用的方式，受光源頻寬限制，單根光纖上的感測器數量最多只有數十個，在大規模、網路化套用中受到限制。為了提高光纖光柵感測系統的容量，本項目以基於以超低反射率光纖光柵（-35dB以下）作為感測單元的感測網路為研究對象，研究其復用方法和信號解調方法，以實現單根光纖上復用光纖光柵感測器數量超過1000個的大規模感測。在研究中，通過基於光纖拉絲塔的線上刻寫方法製作了反射率為-40dB左右的光纖光柵陣列，具有很好的波長一致性和反射率一致性；分析了光纖光柵陣列中的多次反射導致的串擾與光譜陰影效應，並計算了這些因素與復用數量以及測量精度之間的量化關係；提出了基於相敏查詢的超低反射率光纖光柵陣列波長解調方法，通過實驗證實了該方法的可行性，在具有相同中心波長的光纖光柵陣列中，該方法可以將不同位置的光纖光柵區分出來並獲取它們的光譜特性，通過基於現場可程式邏輯門陣列（FPGA）的控制邏輯與算法，實現了每秒鐘檢測8000個光纖光柵的解調速度；通過波分/時分混合復用的方法首次實現了在單根光纖上復用2000個光纖光柵感測器，並將其套用於溫度測量，波長的漂移量與溫度變化成良好的線性關係，波長解析度達到1pm；基於上述解調系統，實現了超低反射率光纖光柵陣列的反射率線上測量，可在光纖光柵的生產過程中進行品質監測。超低反射率光纖光柵感測系統結合了光纖光柵感測和光時域反射（OTDR）感測的優點，本項目一方面可為光纖感測的研究提供新的方法和思路，另一方面為惡劣環境下重大工程和裝備的安全監測提供新的解決方案。
