光纤光栅分布式传感：解调技术与应用进展

本文主要探讨了分布式的光纤光栅反射信号的解调技术，由作者林军在武汉理工大学理学院进行研究。分布式光纤光栅传感器作为一种新型的敏感元件，其传感信号采用了波长调制方式，这种设计使得测量信号不受光强波动的影响，具备了复用传感技术的优势。核心的技术基础是利用光纤F-P腔调谐滤波，将空域的波分复用问题转换到时域进行解复用，从而准确地解调出光纤光栅反射的波长位移。 在当前传感器领域，光纤光栅因其体积小、重量轻、灵敏度高等特性，已经在航空航天和民用工程中展现出强大的应用潜力。尤其是在航空航天领域，对传感器的高精度、小型化和轻量化需求促使光纤光栅传感器得到了广泛应用。而国内在光纤光栅技术的应用方面也取得了显著进步，其中关键的技术挑战在于如何高效地解调出由被测量变量变化引起的波长位移。 传统解调方法通常依赖于光谱仪，然而这种方法存在成本高、设备体积大的局限性。分布式光纤光栅传感则是基于一个基本原理，即通过测量光纤光栅反射波长随被测量（如应变和温度）变化的特性，利用光纤F-P腔的独特波长锁定特性来实现精确测量。 文章进一步详细介绍了光纤Bragg光栅传感的原理，其工作原理是通过检测光纤内部光栅的反射或透射波长，根据光栅周期Λ和反向耦合模的有效折射率n的变化来推断出温度和应变的变化。光纤光栅的中心波长会随温度和应变的变化发生漂移，这种关系可以通过公式定量描述。 总结来说，本文的核心内容是针对分布式光纤光栅传感器的波长解调技术，它不仅提高了测量的精确性和抗干扰能力，还在现有技术基础上寻求更经济和便携的解决方案，为光纤光栅在精密测量领域的广泛应用提供了新的可能。