大規(guī)模分布式布拉格光柵光纖傳感網(wǎng)絡的研究新進展

　　iccsz訊  近些年來，光纖傳感技術由于其體小質(zhì)輕、高靈敏度、抗電磁干擾等優(yōu)勢在許多工業(yè)領域中得到了廣泛的應用。 而隨著光纖傳感組網(wǎng)技術的發(fā)展，構建大容量、長距離、高精度的分布式布拉格光柵光纖傳感網(wǎng)絡成為當下光纖傳感技術的研究熱點之一。 傳統(tǒng)的分布式傳感的復用技術采用的是注入時域光脈沖的方法， 然而這一類方法在構建特大規(guī)模的傳感網(wǎng)絡時常常顯得力不從心， 因為采用脈沖調(diào)制往往會帶來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(shù)量。

　　武漢光電國家實驗室、光學與電子信息學院夏歷副教授領導的研究組創(chuàng)新性的提出并驗證了一種基于分析微波光子網(wǎng)絡響應的大規(guī)模分布式布拉格光柵光纖傳感網(wǎng)絡。 整個光纖傳感網(wǎng)絡可以被看作是一種多抽頭的微波光子濾波器，并且在解調(diào)端運用了平移高斯光學濾波器的探測技術，使的通過分析整個濾波器的頻率響應，便可以準確的探測出每個光柵所收到溫度或者應力的大小。由于整個傳感系統(tǒng)運用了連續(xù)光而非脈沖光，并且所有光柵采取了獨特的超短光柵結(jié)構使得它們具有很寬的光譜，此種傳感網(wǎng)絡在接收端可以得到比傳統(tǒng)時分復用傳感網(wǎng)絡大得多的信號功率。 另外傳感網(wǎng)絡的靈敏度以及動態(tài)范圍還可以通過簡單的調(diào)整高斯濾波器之間的中心波長間距來隨意的調(diào)節(jié)。 由此可以預見，這些創(chuàng)新性的設計對于今后構建特大規(guī)模的布拉格光柵傳感網(wǎng)絡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)表在美國光學協(xié)會旗下雜志Optics Express上(Vol. 24, Issue. 3, pp. 2466-2484, 2016)。

　             圖1　傳感網(wǎng)絡結(jié)構原理示意圖

　圖2　不同光柵測量結(jié)果圖