啁啾光纤光栅传感技术：性能与解调方法

"啁啾光纤光栅的传感性能及测量方法研究* (2014年)" 本文主要探讨了啁啾光纤光栅（Chirped Fiber Bragg Grating, CFBG）在传感领域的应用及其测量技术。啁啾光纤光栅是一种特殊类型的光纤光栅，其周期在空间上不是恒定的，这使得它具有独特的光学特性，特别是在光通信和传感器领域有广泛的应用。 首先，文章介绍了啁啾光纤光栅的物理结构，这是一种在光纤纤芯内周期性地改变折射率的结构，且这种周期变化沿光纤长度方向呈线性或非线性分布。这种结构使得光栅能够对不同波长的光进行选择性反射，形成宽带或窄带的反射谱，从而可以用来探测多种物理量，如应变、温度、压力等。 接着，文章阐述了啁啾光纤光栅的传感原理。当外界环境参数（如应变或温度）改变时，光栅的反射谱会发生位移，这种位移可以通过光强调制的方法进行解调，从而获取环境变化的信息。通过引入参考光栅，可以进一步提高解调的精度和稳定性。 实验结果显示，该光栅的应变和温度传感曲线线性度分别达到0.9991和0.9989，这证明了啁啾光纤光栅具有优异的线性传感特性。这对于需要精确测量微小变化的场合尤其重要，如在结构健康监测、地质灾害预警等领域。 针对长期检测中光源衰减会影响测量精度的问题，研究者提出了一种基于光强比值的解调处理算法。该算法通过对光强信号的比值分析，可以有效抵消光源强度衰减的影响，并实现温度自补偿，提高了测量的长期稳定性和抗干扰能力。实验验证表明，这种方法显著提高了长期检测的测量精度，同时也增强了系统的鲁棒性，满足了长期连续监测的需求。 关键词涉及到的技术点包括：啁啾光纤光栅的物理特性、光强解调技术、光源衰减影响的补偿方法以及比值处理算法在传感系统中的应用。这一研究成果对于光纤光栅传感技术的进一步发展和实际应用具有重要意义，特别是对于那些需要长期、精确、稳定监测的环境和工程应用。 中图分类号：TP212，表示这是关于通信技术的论文，文献标识码：A，表明这是一篇原创性的学术研究论文。DOI：10.3969/j.issn.1001-9731.2014.12.018，是该文章的数字对象标识符，用于在全球范围内唯一标识这篇论文。