基于偏振分束器的保偏型光纤传感器解调方法.pdf

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1、2014正仪表技术与传感器2014第1期InstrumentTechniqueandSensorNo．1基于偏振分束器的保偏型光纤传感器解调方法张淑芳，张锦龙，毛海涛，周德让(1．河南大学物理与电子学院，河南开封475004；2．河南大学民生学院，河南开封475004)摘要：为提高光纤传感器的解调技术，提出一种采用保偏光纤(Polarizationmaintainingfiber，PMF)和光偏振分束器(polarizingbeamsplitters，PBS)的光纤光栅传感器解调方案。利用PBS的偏振分束功能和PMF

2、偏振模式间干涉原理，建立理论模型，运用矩阵光学原理分析光路传输过程，进行数值仿真和实验验证。搭建光路系统并设计适用各种结构参数的电路模块和基于Matlab的参数测定软件。实验及仿真结果均与理论分析一致。关键词：传感解调；偏振干涉；偏振分束器中图分类号：TN29文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)01—0011—03PolarizationMaintainingFiberGratingSensorDemodulationMethodBasedonPolarizingBeamSplittersZHANG

3、Shu—fang，ZHANGJin—long‘，MAOHai—tao’，ZHOUDe—rang(1．SchoolofPhysicsandElectronicsofHenanUniversity，Kaifeng475004，China；2．MinshengCollege，HenanUniversity，Kaifeng475004，China)Abstract：Itproposedademodulationschemebasedonpolarizingbeamsplitters(PBS)andpolarization—m

4、aintainingfiber(PMF)toimprovethedemodulationtechnologyofopticsensors．UsingthepolarizationsplittingfunctionofPBSandprincipleofPMFpolarizationinter—modalinterference，itestablishedthetheoreticmode1．Thelightpathtransmissionprocesswasan~yzedbythematrixopticstheory．T

5、hen，itprocessedthenumericemulationsandexperimentalverifications．Last，itestablishedthelightpathsystemanddesignedthecircuitmodelappliedtovariousfabricparametersandtheparametermetricalsoftwarebasedonMatlab．Theexperimentalresultsareaccordantwiththetheoreticanalysis

6、andthedemodulationresults．Keywords：sensordemodulation；polarizationinterference；polarizingbeamsplitters0引言涉型解调系统，并对几种参数的测试结果进行了比较分析。结加拿大渥太华通信研究中心的KHILLK0等人于1978年果显示该解调仪不仅结构简单，而且稳定性良好、检测精度高，首次在掺锗石英光纤中发现光纤的光敏效应，并采用驻波写入与理论分析一致。法制成世界上第一只光纤光栅。。它首先被用做传感器，是1结构设计及原理分析目前

7、最优良的传感器之一，具有很多其他传感器不具备的优图1为文中设计的传感器解调系统示意图，由光源发出线点，如高反射、选频和色散等特性，使之立刻被用在光纤通信和偏振宽光谱通过耦合器(opticalfibercoupler，OFC)进入光栅，符激光光源中。光纤光栅传感器是一种典型的波长调制型光纤合Bragg反射条件的窄带光被反射，从OFC左边的另一端口进传感器，它具有抗干扰能力强、结构简单、精确性高、可用于外入。线偏振光Ei由A点射入长度为的PMF，由于i偏振方界参量的绝对测量、便于规模生产等优点，但也存在不足之处，向与PM

8、F应力主轴的方向不相同，在此段保偏光纤中激起两个例如，对波长移位的检测需要用较复杂的技术和较昂贵的仪器正交的偏振模式。两种模式传送到B点经一段普通的单模光或光纤器件，需要大功率的宽带光源或可调谐光源，检测范围纤后进入偏振分(合)束器，两种模式又会激起4个正交的偏振和分辨率也受到一定限制等。目前，制约光纤光栅传感器实用模式同时产生干涉现象，最后由