双长周期光纤光栅解调FBG系统：环境自补偿与高灵敏度监测

"基于双长周期光纤光栅边缘滤波的光纤布拉格光栅解调系统，通过利用长周期光纤光栅（LPFG）的透射光谱边缘滤波特性，设计了一种新颖的FBG解调方法。该方法不仅提高了对被测参数变化的灵敏度，还具有对环境因素如温度和湿度的自我补偿能力。经过实际的温度和振动信号测试，证明了该解调系统的有效性和高响应性，尤其适用于动态信号，响应带宽可达3 kHz，并在特定频率下表现出良好的精度和响应度。这种解调系统满足了结构健康监测领域对FBG传感器的需求，展示了广阔的应用潜力。" 本文详细探讨了长周期光纤光栅（LPFG）的透射光谱特性，特别是其在光谱边缘的滤波效果。LPFG因其独特的光谱特性，可以用于对光纤布拉格光栅（FBG）的解调。FBG是一种重要的光学传感器，常用于测量物理量如应变、压力、温度等。然而，FBG的信号解调通常受到环境因素的影响，导致测量结果的不准确。 文中提出的双长周期光纤光栅边缘滤波解调方案，旨在提高FBG传感器的解调性能。通过双LPFG的配置，可以增强对被测参数变化的敏感度，同时减小环境参数如温度变化带来的影响。这种自补偿机制使得解调系统能在各种环境下保持稳定的工作性能。 实验部分，研究人员对这个解调系统进行了温度变化和振动信号的监测，结果显示，该系统对于静态和动态信号都具有良好的响应。动态信号响应带宽达到3 kHz，这意味着它可以快速捕捉到高频振动信号，这对于结构健康监测至关重要，如桥梁、建筑物或飞机结构的实时监控。 在580, 1000, 和2500 Hz的振动频率下，该系统表现出高响应度和精度，这表明它能够满足结构健康监测领域对于精确、快速和稳定的FBG解调技术的要求。由于这些优点，该解调方法在桥梁健康监测、航空航天结构分析以及其他需要高精度动态监测的领域具有广泛的应用前景。 这篇研究工作深入研究了LPFG在FBG解调中的作用，开发出一种具有环境自补偿功能的新型解调系统，为光纤传感技术的发展和应用提供了新的思路和工具。