基于光纖光柵激光器的巴魯夫位移傳感器

基于光纖光柵激光器的巴魯夫位移傳感器
光纖布拉格光柵激光器具有效率高、閾值低、結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量高、可靠性好等諸多優(yōu)點(diǎn),其在生命科學(xué)、光通訊、磁場(chǎng)傳感、溫度傳感等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。主要研究光纖布拉格光柵法布里-珀羅(FBG-FP)腔對(duì)連續(xù)波及脈沖激光入射的響應(yīng)、光纖布拉格光柵法布里-珀羅腔衰蕩光譜及其應(yīng)用、基于單波長光纖光柵激光器的巴魯夫位移傳感器、基于注入式光纖光柵激光器的巴魯夫位移傳感器及基于雙波長光纖光柵激光器的巴魯夫位移傳感器。

基于光纖光柵激光器的巴魯夫位移傳感器
具體研究內(nèi)容包括：在忽略FBG(光纖Bragg光柵)非線性效應(yīng)的情況下,研究單模光纖非線性效應(yīng)對(duì)FBG-FP(法布里-珀羅)腔輸出特性的影響,導(dǎo)出連續(xù)波及脈沖激光入射時(shí),FBG-FP腔透射率的數(shù)學(xué)表達(dá)式。研究結(jié)果表明：連續(xù)波入射時(shí),FBG-FP腔呈現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)輸出特性；脈沖激光入射時(shí),FBG-FP腔的輸出呈現(xiàn)衰蕩特性,且出現(xiàn)調(diào)制不穩(wěn)定性。理論與實(shí)驗(yàn)研究基于脈沖激光入射時(shí)光纖布拉格光柵法布里-珀羅腔衰蕩技術(shù)的光纖磁場(chǎng)傳感器。導(dǎo)出輸出電場(chǎng)的一般表達(dá)式,討論了微弱磁場(chǎng)變化對(duì)腔衰蕩時(shí)間的影響。得知輸出光強(qiáng)與FBG-FP腔衰蕩時(shí)間均與外加微弱磁場(chǎng)成反比。理論與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明基于FBG-FP腔衰蕩光譜的光纖磁場(chǎng)傳感器的技術(shù)可行性。實(shí)驗(yàn)研究摻鉺光纖布拉格光柵激光器的模式競爭現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)研究光纖布拉格光柵的工作溫度對(duì)起振模式的影響。研究表明工作溫度變化會(huì)影響光纖布拉格光柵中心波長變化,從而影響激光器振蕩模式。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理得知溫度靈敏度為1.29×10-5/℃。當(dāng)兩光柵的工作溫度為25℃時(shí),輸出功率為-23.69 dBm,激光器的輸出波長為1549.96nm,斜效率為0.006%,閾值功率為154 mW。提出并實(shí)驗(yàn)研究基于注入式光纖布拉格光柵激光器波長與時(shí)域解調(diào)的巴魯夫位移傳感器。實(shí)驗(yàn)裝置包括射頻信號(hào)調(diào)制的DFB激光器作為注入光,光纖布拉格光柵激光器,光譜分析儀,數(shù)字示波器。實(shí)驗(yàn)測(cè)量所提出巴魯夫位移傳感器的動(dòng)態(tài)范圍。結(jié)果驗(yàn)證巴魯夫位移傳感器溫度測(cè)量的技術(shù)可行性。搭建實(shí)驗(yàn)裝置并實(shí)驗(yàn)研究基于包含半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的雙波長光纖光柵激光器的巴魯夫位移傳感器。調(diào)Q脈沖的重復(fù)頻率是～17KHz。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知溫度與雙波長的波峰間隔呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,當(dāng)工作溫度從-10℃變化到22℃時(shí),測(cè)出該巴魯夫位移傳感器的溫度靈敏度為21 pm/℃。