光纤可调F-P滤波器频率响应特性的实验研究.pdf

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1、第34卷第6期光学仪器v01．34．No．62012年12月OPTICALINSTRUMENTSDecember，2012文章编号：1005—5630(2012)06—0067—04光纤可调F—P滤波器频率响应特性的实验研究*王浩，余有龙，王雪微(合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥230009)摘要：为了提高基于可调Fabry-Perot(F-P)滤波器光纤光栅(FBG)解调系统的性能，根据可调F-P滤波器的特性，研究了不同驱动频率下光纤可调F—P滤波器的响应情况。实验中通过数据采集卡和LabVIEW软件平台得到滤波器不同

2、输出波长所对应的电压，绘制出不同频率下电压一波长曲线。分析了在驱动电压频率改变时滤波器透射波长随电压的变化情况，发现直线拟合所得斜率有随频率增加单调递减的趋势，10Hz、100Hz和200Hz与1Hz的斜率误差分别为0．69％，5．10％，6．49％。实验数据分析表明，采用区分频率选择不同多项式拟合可以减小该误差对解调系统的影响。关键词：光纤光栅；F—P可调谐滤波器；驱动电压；频率；LabVIEW中图分类号：TN253文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2012．06．014Frequencyre

3、sponsecharactersofall—fiberFabry-PerottunablefilterWANGHao．YUYoulong。WANGXuewei(SchoolofInstrumentScienceand0pto-ElectronicsEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：ToimprovetheperformanceoffiberBragggrating(瞅j)imerrogationsystembasedonFabry-P

4、erot(F-P)tunablefilter，frequencyresponsecharactersofthefilterdrivenwithdifferentfrequencieswerepresented．Inexperiment，thevoltagecorrespondingtodifferentoutputwavelengthhasbeencollectedbythedataacquisitioncardandVirtualInstrument(LabⅥEW)．Therelationshipbetweenwavelength

5、andappliedvoltagefordifferentfrequencieswasgiven．Fittingthedatatolinearity，itisfoundthatthefittingslopehasamonotonicallydecreasingtrendwithfrequencyincreasing．Comparedwith1Hztheslopeerrorsof10Hz，100Hzand200Hzwererespectivelyo．69％，5．10％aM6．49％．Selectingdifferentpolynomi

6、alfittingwiththechangeoffrequencycanreducetheerrorsoftheinterrogationsystem．Keywords：fiberBragggrating；fiberFabry-Perottunablefilter；drivingvoltage；frequency；LabVIEW引言光纤光栅(fiberBragggrating，FBG)传感器具有质量轻、灵敏度高、抗干扰、易于复用成网等优点，而广受关注：-叫。该传感器的信号采用波长编码，现有的解调技术主要有干涉法‘3

7、、滤波法‘41和

8、色散法‘引。其中可调Fabry—Perot(F-P)滤波解调技术，是通过波长扫描，确定FBG反射光透过滤波器后峰值对应的波长(即布喇格波长)所对应的驱动电压，利用两者的对应关系，反演算出传感量的变化16

9、。现有的可调”收稿Et期：2012—03—09作者简介：王浩(1986一)，男，I西lJiJ泸州人，硕士研究生，主要从事光纤光电子方向的研究。·68·光学仪器第34卷滤波器均采用压电陶瓷(PZT)驱动，PZT的蠕变以及迟滞效应会造成滤波器透过波长与驱动电压间呈非线性变化关系阢，同时PZT驱动频率的变化也会使滤波器透射波长发生改变，从

10、而会影响解调精度。针对PZT非线性对解调精度的影响，有学者提出了多项式拟合‘引、参考光栅[9l、F-P标准具[1叫等方法加以改进。而对于PZT频率响应特性(简称频响特性)对滤波解调结果的影响至今尚未见报道。现借助可调光纤F-P滤波器对