基于偏振分束器的保偏型光纖傳感器解調(diào)方法.pdf

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1、2014正儀表技術(shù)與傳感器2014第1期InstrumentTechniqueandSensorNo．1基于偏振分束器的保偏型光纖傳感器解調(diào)方法張淑芳，張錦龍，毛海濤，周德讓(1．河南大學(xué)物理與電子學(xué)院，河南開(kāi)封475004；2．河南大學(xué)民生學(xué)院，河南開(kāi)封475004)摘要：為提高光纖傳感器的解調(diào)技術(shù)，提出一種采用保偏光纖(Polarizationmaintainingfiber，PMF)和光偏振分束器(polarizingbeamsplitters，PBS)的光纖光柵傳感器解調(diào)方案。利用PBS的偏振分束功能和PMF

2、偏振模式間干涉原理，建立理論模型，運(yùn)用矩陣光學(xué)原理分析光路傳輸過(guò)程，進(jìn)行數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。搭建光路系統(tǒng)并設(shè)計(jì)適用各種結(jié)構(gòu)參數(shù)的電路模塊和基于Matlab的參數(shù)測(cè)定軟件。實(shí)驗(yàn)及仿真結(jié)果均與理論分析一致。關(guān)鍵詞：傳感解調(diào)；偏振干涉；偏振分束器中圖分類(lèi)號(hào)：TN29文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002—1841(2014)01—0011—03PolarizationMaintainingFiberGratingSensorDemodulationMethodBasedonPolarizingBeamSplittersZHANG

3、Shu—fang，ZHANGJin—long‘，MAOHai—tao’，ZHOUDe—rang(1．SchoolofPhysicsandElectronicsofHenanUniversity，Kaifeng475004，China；2．MinshengCollege，HenanUniversity，Kaifeng475004，China)Abstract：Itproposedademodulationschemebasedonpolarizingbeamsplitters(PBS)andpolarization—m

4、aintainingfiber(PMF)toimprovethedemodulationtechnologyofopticsensors．UsingthepolarizationsplittingfunctionofPBSandprincipleofPMFpolarizationinter—modalinterference，itestablishedthetheoreticmode1．Thelightpathtransmissionprocesswasan~yzedbythematrixopticstheory．T

5、hen，itprocessedthenumericemulationsandexperimentalverifications．Last，itestablishedthelightpathsystemanddesignedthecircuitmodelappliedtovariousfabricparametersandtheparametermetricalsoftwarebasedonMatlab．Theexperimentalresultsareaccordantwiththetheoreticanalysis

6、andthedemodulationresults．Keywords：sensordemodulation；polarizationinterference；polarizingbeamsplitters0引言涉型解調(diào)系統(tǒng)，并對(duì)幾種參數(shù)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了比較分析。結(jié)加拿大渥太華通信研究中心的KHILLK0等人于1978年果顯示該解調(diào)儀不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且穩(wěn)定性良好、檢測(cè)精度高，首次在摻鍺石英光纖中發(fā)現(xiàn)光纖的光敏效應(yīng)，并采用駐波寫(xiě)入與理論分析一致。法制成世界上第一只光纖光柵。。它首先被用做傳感器，是1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理分析目前

7、最優(yōu)良的傳感器之一，具有很多其他傳感器不具備的優(yōu)圖1為文中設(shè)計(jì)的傳感器解調(diào)系統(tǒng)示意圖，由光源發(fā)出線(xiàn)點(diǎn)，如高反射、選頻和色散等特性，使之立刻被用在光纖通信和偏振寬光譜通過(guò)耦合器(opticalfibercoupler，OFC)進(jìn)入光柵，符激光光源中。光纖光柵傳感器是一種典型的波長(zhǎng)調(diào)制型光纖合Bragg反射條件的窄帶光被反射，從OFC左邊的另一端口進(jìn)傳感器，它具有抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精確性高、可用于外入。線(xiàn)偏振光Ei由A點(diǎn)射入長(zhǎng)度為的PMF，由于i偏振方界參量的絕對(duì)測(cè)量、便于規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在不足之處，向與PM

8、F應(yīng)力主軸的方向不相同，在此段保偏光纖中激起兩個(gè)例如，對(duì)波長(zhǎng)移位的檢測(cè)需要用較復(fù)雜的技術(shù)和較昂貴的儀器正交的偏振模式。兩種模式傳送到B點(diǎn)經(jīng)一段普通的單模光或光纖器件，需要大功率的寬帶光源或可調(diào)諧光源，檢測(cè)范圍纖后進(jìn)入偏振分(合)束器，兩種模式又會(huì)激起4個(gè)正交的偏振和分辨率也受到一定限制等。目前，制約光纖光柵傳感器實(shí)用模式同時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，最后由