基于CWDM非线性解调的大规模光纤布拉格光栅应变传感器方法

本文主要探讨了一种创新的光纤布拉格光栅（FBG）应变传感器解调技术，基于薄膜滤波器的传统方法得到了拓展。传统的薄膜滤波器解调方法通常适用于较小范围内的信号处理，然而，研究人员在此基础上提出了利用粗波分复用器（CWDM）的非线性阶段进行大量程解调的新策略。CWDM是一种光纤通信技术，它能将多个不同波长的光信号合并并传输，然后在接收端再分开。 作者针对FBG应变传感器的反射光信号，设计了一种非线性解调方案。通过可调谐激光器产生的精确窄带光信号作为输入，他们开发了一种近似的CWDM非线性阶段模型。这种模型能够有效地捕获和解析FBG应变变化引起的光谱变化，从而实现对大范围应变（8000微应变με）的高效测量。建立的测试系统展示了该方法的有效性，其信号拟合度达到了惊人的99.981%，这意味着解调结果高度准确，接近理论上的理想状态。 除了理论模型，研究人员还构建了一个实际的解调系统，确保了解调精度在3到5微应变με之间，这是一个相当高的精度水平，对于许多应用来说，这足以满足高灵敏度应变监测的需求。这项工作不仅提高了FBG应变传感器的性能，还拓宽了其在结构健康监测、桥梁监控、航空航天等领域中的应用潜力。 关键词"光栅"、"光纤布拉格光栅"、"薄膜滤波器"、"非线性"和"大量程"突出了本文的核心研究内容和技术突破。这篇文章为光纤布拉格光栅应变传感器的大规模、高精度解调提供了一种创新且实用的方法，对于推动光纤传感技术的发展具有重要意义。