大規模分布式布拉格光柵光纖傳感網(wǎng)絡(luò )的研究新進(jìn)展

　　iccsz訊  近些年來(lái)，光纖傳感技術(shù)由于其體小質(zhì)輕、高靈敏度、抗電磁干擾等優(yōu)勢在許多工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。 而隨著(zhù)光纖傳感組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，構建大容量、長(cháng)距離、高精度的分布式布拉格光柵光纖傳感網(wǎng)絡(luò )成為當下光纖傳感技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。 傳統的分布式傳感的復用技術(shù)采用的是注入時(shí)域光脈沖的方法， 然而這一類(lèi)方法在構建特大規模的傳感網(wǎng)絡(luò )時(shí)常常顯得力不從心， 因為采用脈沖調制往往會(huì )帶來(lái)成本的提高以及接收端光信號功率的下降，從而極大的限制了可復用光柵的數量。

　　武漢光電國家實(shí)驗室、光學(xué)與電子信息學(xué)院夏歷副教授領(lǐng)導的研究組創(chuàng )新性的提出并驗證了一種基于分析微波光子網(wǎng)絡(luò )響應的大規模分布式布拉格光柵光纖傳感網(wǎng)絡(luò )。 整個(gè)光纖傳感網(wǎng)絡(luò )可以被看作是一種多抽頭的微波光子濾波器，并且在解調端運用了平移高斯光學(xué)濾波器的探測技術(shù)，使的通過(guò)分析整個(gè)濾波器的頻率響應，便可以準確的探測出每個(gè)光柵所收到溫度或者應力的大小。由于整個(gè)傳感系統運用了連續光而非脈沖光，并且所有光柵采取了獨特的超短光柵結構使得它們具有很寬的光譜，此種傳感網(wǎng)絡(luò )在接收端可以得到比傳統時(shí)分復用傳感網(wǎng)絡(luò )大得多的信號功率。 另外傳感網(wǎng)絡(luò )的靈敏度以及動(dòng)態(tài)范圍還可以通過(guò)簡(jiǎn)單的調整高斯濾波器之間的中心波長(cháng)間距來(lái)隨意的調節。 由此可以預見(jiàn)，這些創(chuàng )新性的設計對于今后構建特大規模的布拉格光柵傳感網(wǎng)絡(luò )具有非常重要的意義。

　　2016年1月29日，該成果“ 基于平移高斯濾波器以及微波光子網(wǎng)絡(luò )分析的超短光柵分布式光纖傳感”(Ultra-short FBG based distributed sensing using shifted optical Gaussian filters and microwave-network analysis)發(fā)表在美國光學(xué)協(xié)會(huì )旗下雜志Optics Express上(Vol. 24, Issue. 3, pp. 2466-2484, 2016)。

　             圖1　傳感網(wǎng)絡(luò )結構原理示意圖

　圖2　不同光柵測量結果圖