自注入锁定光纤光栅传感解调技术及其应用

"基于自注入锁定的光纤光栅传感解调技术" 本文介绍了一种创新的光纤光栅传感解调技术，该技术依赖于自注入锁定的光纤激光器结构。自注入锁定是一种光学频率稳定技术，它通过将激光器的输出反馈到其自身的输入，使激光器的工作波长保持在一个特定的谐振频率上，即光纤光栅的反射波长。这种方法的核心在于利用光纤光栅，特别是啁啾光纤光栅的色散特性，将激光器的波长变化转换为谐振腔长度的变化。 光纤光栅是一种特殊类型的光纤元件，它可以对特定波长的光进行选择性反射，而其余波长则通过。在自注入锁定系统中，当激光器的输出波长与光栅的反射波长相匹配时，光栅会反射回激光器，形成一个稳定的闭环，使得激光器的波长被锁定。同时，由于啁啾光纤光栅的色散特性，激光器的波长微小变化会导致谐振腔长度的变化，这种变化可以通过检测激光拍频（两束激光之间的频率差）来精确测量。 文章详细阐述了这种解调方法的结构和工作原理，并通过温度传感实验进行了验证。在温度传感应用中，光纤光栅的反射波长会随着环境温度变化而改变，因此，通过监测激光波长的变化，可以间接测量出温度变化。实验结果表明，这种方法具有解调系统简单、稳定性高、不受传感距离限制以及良好的兼容性等优点。 光纤光学是现代通信和传感技术中的关键领域，而自注入锁定和激光拍频技术为高精度的光纤光栅传感提供了新的解决方案。这种方法不仅适用于温度传感，还可以扩展到压力、应变、振动等多种物理量的测量。通过优化光纤激光器的设计和控制技术，未来可能进一步提高解调系统的灵敏度和动态范围，为光纤传感网络的远程监控和分布式传感提供强有力的技术支持。 关键词：光纤光学、自注入锁定、激光拍频、啁啾光纤光栅、温度传感器 中图分类号：O437.1 文献标识码：A DOI：10.3788/LOP56.030606 注：文中提到的“王旭、孟德龙、李小康、张玲娟、陈天威”为该研究的作者，河南师范大学电子与电气工程学院为研究机构。