光纤Bragg传感器犹如夜空中的北极星为我们的科技探索指引方向现在让我们一起深入挖掘它的精髓一种高精

在探索微型光谱仪的同时,我们发现它们虽然体积小、价格便宜,但光谱分辨力仅有0.1nm,远未能达到FBG解调所需的pm级精度。为了解决这一问题,本文提出了一种基于F-P可调谐滤波器和波长基准器的高精度FBG传感器解调方法,利用插值-相关谱法来提高Bragg波长漂移量的测量精度。

首先,我们回顾了FBG传感器的原理,即通过Bragg衍射原理将宽带光源发出的光反射回来,并根据栅距A和有效折射率neff确定了Bragg波长λB。当外界参量如温度或应变作用于FBG时,λB会发生变化,这些变化可以通过监测反射信号中的波长偏移来实现对待测物理量的实时监测。

接着,我们介绍了插值-相关谱法,它基于互相关函数来表示两种不同频谱之间相似性的最大程度,从而能够精确地确定Bragg波长漂移。这一方法与峰值检测法相比,不但具有更高的计算效率,而且能够有效抑制噪声,从而提高了系统的信噪比。

实验结果表明,在采用中心波长为1550nm LED发出的光经过3dB耦合器进入F-P可调谐滤波器后,再经由DSP进行插值-相关谱法解调,可以获得高达1pm级别的分辨力。进一步分析显示,当每相邻点间线性插入12个点后,可达到最佳效果,而继续增加点数并不会显著提升分辨力。此外,对于温度传感实验中,通过使用此方法我们得到了±0.2℃等级的大致温度测量误差。

综上所述,本文提出的高精度FBG传感器解调方法不仅克服了微型光谱仪存在的问题,还提供了一种新的处理技术,使得在实际应用中可以实现更加准确、高效的地面参数监控和控制。

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