基于阵列波导光栅的边缘滤波温度解调系统

李鸿强，王润洁，张美玲，高 倩，张 赛，宋文超，毛泉桦，李恩邦，Juan Daniel Prades Garcia

（1.天津工业大学 电气与电子工程学院，天津 300387；2.天津工业大学 纺织科学与工程学院，天津 300387；3.University of Wollongong，Centre for Medical Radiation Physics，Australia Wollongong NSW 2522；4.Universitat de Barcelona，Department of Electronic and Biomedical Engineering，Spain Barcelona E-08028）

引言

使用光纤传输光信号这一想法是由美籍华人高锟博士提出来的，自此，光纤开始应用于光纤通信和光学传感领域。加拿大K.Hill等学者在实验室观测到光纤的折射率可以通过特定波段的光照射的方式产生永久性改变，这一现象让他们意识到可以据此来制作光纤光栅（fiber Bragg grating，FBG），这也标志着光纤光栅研究的开始。光纤光栅解调法主要分为非平衡M-Z干涉仪法、可调谐F-P（Fabry-Perot）滤波解调法、边缘滤波解调法、匹配光栅滤波法[1-2]和阵列波导光栅解调法[3-4]等。1995年，美国海军研究实验室A.D.kersey 等人将4个光栅作为一个阵列，解调系统中加入可调FP滤波器，最终，整个解调系统具有±3 με的应变分辨率[5]。2007年，天津大学刘铁根等人为了简化解调系统结构，提高解调设备的的实用化程度，研究出了一种便携式解调方案，实现波长的解调[6]。为了进一步拓宽光纤光栅应变传感器的测量范围，2009年，西安石油大学的乔学光等人采用边缘滤波解调法[7]，将测量范围提升至2500 με。2013年，华北电力大学的刘玮在传统解调方法的基础上，基于F-P滤波器法进行了改进，一定程度上提高了解调速度和精度[8]。2016年，中国船舶重工集团公司刘鹏飞、郝凤欢等人将标准具引入解调方案，设计了一种可以进行波长标定，也可以通过可调谐滤波器实现波长扫描的解调方案，解调精度和稳定性显著提高[9]。……