光纖布拉格傳感器的案例
Lumerical光纖布拉格光柵溫度傳感器的仿真模擬
01
說(shuō)明
該示例演示了一種基于光纖布拉格光柵（FBG）的溫度傳感器，因?yàn)?em>光纖折射率會(huì)隨溫度而變化，導(dǎo)致其布拉格波長(zhǎng)發(fā)生偏移，所以可以被用作溫度的測(cè)量。
02
綜述
在本示例中要考慮的光纖布拉格光柵（FBG）由具有交替折射率和恒定周期性的纖芯制成。眾所周知，沿著光纖主軸的折射率變化可以在布拉格波長(zhǎng)（λ_Bragg）下引起反向傳播模式的耦合，由以下方程給出：
其中n_eff是布拉格波長(zhǎng)下光纖基模的有效折射率，Λ是光柵的周期。均勻的FBG在布拉格波長(zhǎng)下起到波長(zhǎng)選擇鏡的作用。在沿著光纖軸的每個(gè)折射率不連續(xù)處，都會(huì)發(fā)生微弱的菲涅耳反射。當(dāng)來(lái)自界面的所有反射累積時(shí)，光柵在布拉格波長(zhǎng)周?chē)a(chǎn)生一個(gè)明顯由旁瓣包圍的反射帶。
上述方程可以擴(kuò)展為包括溫度（T）對(duì)折射率的影響，從而包括布拉格波長(zhǎng)：
其中，α和η分別代表光柵材料的熱膨脹系數(shù)和熱光系數(shù)。溫度的變化(ΔT)導(dǎo)致纖芯和包層的折射率變化，變化量由η值決定(通常為)，最終導(dǎo)致布拉格波長(zhǎng)偏移。光纖的膨脹也會(huì)導(dǎo)致布拉格波長(zhǎng)的偏移。然而，我們通常會(huì)忽略后一種效應(yīng)，因?yàn)椋ㄍǔ椋┦切∮讦堑囊粋€(gè)數(shù)量級(jí)。我們采用了η的二階依賴(lài)性，因?yàn)樗呀?jīng)被證明比線性模型更準(zhǔn)確，尤其是在400℃以上的溫度下。
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說(shuō)明
該示例演示了一種基于光纖布拉格光柵（FBG）的溫度傳感器，因?yàn)?em>光纖折射率會(huì)隨溫度而變化，導(dǎo)致其布拉格波長(zhǎng)發(fā)生偏移，所以可以被用作溫度的測(cè)量。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
綜述
在本示例中要考慮的光纖布拉格光柵（FBG）由具有交替折射率和恒定周期性的纖芯制成。眾所周知，沿著光纖主軸的折射率變化可以在布拉格波長(zhǎng)（λ_Bragg）下引起反向傳播模式的耦合，由以下方程給出:
其中n_eff是布拉格波長(zhǎng)下光纖基模的有效折射率，Λ是光柵的周期。均勻的FBG在布拉格波長(zhǎng)下起到波長(zhǎng)選擇鏡的作用。在沿著光纖軸的每個(gè)折射率不連續(xù)處，都會(huì)發(fā)生微弱的菲涅耳反射。當(dāng)來(lái)自界面的所有反射累積時(shí)，光柵在布拉格波長(zhǎng)周?chē)a(chǎn)生一個(gè)明顯由旁瓣包圍的反射帶。
上述方程可以擴(kuò)展為包括溫度（T）對(duì)折射率的影響，從而包括布拉格波長(zhǎng)：
運(yùn)行和結(jié)果
步驟1:FDE-計(jì)算光柵所需的周期和溫度相關(guān)有效折射率neff
我們首先使用FDE求解器獲得目標(biāo)波長(zhǎng)下光柵的有效折射率，并計(jì)算光柵的所需周期(Λ)。我們計(jì)算高折射率區(qū)域和低折射率區(qū)域的 neff，并將其的平均值作為設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。
此案例中光纖由n=1.4725/1.4728（L/H）和R=4.8μm的纖芯和n=1.466和R=62μm的包層組成。使用腳本添加 FDE求解器，并在室溫下為光柵中的兩個(gè)不同位置（高折射率區(qū)域和低折射率區(qū)域）運(yùn)行模擬。有效折射率的平均值用于表示光柵的總折射率，并用于估計(jì)所需的光柵周期。本例中所考慮的基模的場(chǎng)分布如下所示。正如預(yù)期的那樣，該模式被很好地限制在光纖的核心區(qū)域。
展開(kāi) 布拉格光柵傳感器在土木工程中的應(yīng)用
elecfans.com-布拉格光柵傳感器在土木工程中的應(yīng)用.pdf
闡述了布拉格光柵傳感去的基本原理及其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本構(gòu)造，對(duì)其在土木工程中的應(yīng)用作了較為詳細(xì)的闡述，探討可其應(yīng)用土木工程結(jié)構(gòu)中遇到的一些問(wèn)題及響應(yīng)的解決方法。
網(wǎng)絡(luò)課程 | 5月18日添加布拉格光柵傳感器到經(jīng)典數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
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<HBM力傳感器： 應(yīng)變和壓電兩種測(cè)量技術(shù)>
<HBM扭矩傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器>
<電功率測(cè)試 - 從部件到車(chē)輛能源管理>
<數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與設(shè)備>
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Lumerical光子晶體布拉格光纖仿真應(yīng)用
01 說(shuō)明
FDE求解器可用于精確計(jì)算任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模式，包括光子晶體布拉格光纖。在此示例中，我們計(jì)算并分析了Vienne和Uranus描述的光子晶體布拉格光纖的模式。
02 綜述
模擬文件bragg_PCfiber.lms包含一個(gè)參數(shù)化組對(duì)象，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模。最初，在x-min和y-min處使用反對(duì)稱(chēng)邊界條件以及在x-max和y-max處使用金屬邊界條件設(shè)置模擬。反對(duì)稱(chēng)邊界條件允許我們僅模擬1/4的結(jié)構(gòu)，從而節(jié)省時(shí)間。但是，我們必須注意不要漏掉可能需要對(duì)稱(chēng)條件或?qū)ΨQ(chēng)和反對(duì)稱(chēng)條件的組合的重要模式。
03 運(yùn)行和結(jié)果
首先，我們運(yùn)行仿真并切換到分析模式。我們看到其中一種導(dǎo)模的有效折射率約為0.998。下面是圓柱坐標(biāo)系中的Hr圖。
要研究此類(lèi)結(jié)構(gòu)的損耗，需要在x-max和y-max處的邊界條件設(shè)置為PML，如下所示。我們最初沒(méi)有這樣做，因?yàn)樗鼤?huì)增加計(jì)算時(shí)間，并且會(huì)更難找到導(dǎo)模的有效折射率。當(dāng)我們重新計(jì)算模式時(shí)，我們可以查看折射率0.998附近并發(fā)現(xiàn)不同的模式。
MODE有效折射率結(jié)果與Uranus等人的結(jié)果非常接近。對(duì)于這種對(duì)數(shù)值網(wǎng)格的微小變化（以及實(shí)際制造缺陷）非常敏感的結(jié)構(gòu)，計(jì)算損耗則更加困難，并且需要進(jìn)行一些收斂測(cè)試才能找到更準(zhǔn)確的結(jié)果。
收斂測(cè)試
我們首先將感興趣的兩種模式復(fù)制到全局DECK中，并將它們重命名為T(mén)E和HE，如下所示。
我們看到，當(dāng)我們達(dá)到500x500網(wǎng)格數(shù)目時(shí)，有效折射率開(kāi)始收斂，但需要更多的網(wǎng)格數(shù)目才能獲得更高的精度。根據(jù)計(jì)算機(jī)上的內(nèi)存量，可以將測(cè)試的最大單元數(shù)增加到 600x600或更多。
展開(kāi) 光纖傳感技術(shù)在土木結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展前景
通過(guò)將光纖傳感器埋入地下管道中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道的溫度、壓力、應(yīng)變等參數(shù)，以及檢測(cè)管道是否存在泄漏、破裂等問(wèn)題。
3.地基和土壤監(jiān)測(cè)：光纖傳感技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)地基和土壤的變形、穩(wěn)定性等問(wèn)題。通過(guò)將光纖傳感器埋入地基和土壤中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地基和土壤的應(yīng)變、溫度、濕度等參數(shù)，以及檢測(cè)地基和土壤是否存在沉降、滑動(dòng)等問(wèn)題。
4.水文監(jiān)測(cè)：光纖傳感技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)水文參數(shù)，例如水位、流速、水質(zhì)等。通過(guò)將光纖傳感器嵌入水體中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水文參數(shù)的變化，以及檢測(cè)水體是否存在污染、漏水等問(wèn)題。
二、光纖傳感技術(shù)在土木結(jié)構(gòu)工程中案例
1989 年，在美國(guó)州際公路橋上將光纖振動(dòng)傳感器粘貼路橋結(jié)構(gòu)上用于對(duì)橋共振頻率的檢測(cè)；
1992年，德國(guó)一城市將光纖傳感器埋入橋梁上下表面用于對(duì)橋梁應(yīng)變、裂縫及腐蝕情況的檢測(cè)，從而對(duì)橋梁安全狀況進(jìn)行評(píng)估；
1994年，德國(guó)在柏林市區(qū)將光纖干涉應(yīng)變傳感器粘貼在一橋梁的鋼筋上，用來(lái)對(duì)鋼筋在車(chē)輛通過(guò)時(shí)發(fā)生變形和振動(dòng)情況的測(cè)量；之后，又建成第一座采用預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合材料和鋼筋結(jié)構(gòu)的橋梁，將光纖布拉格光柵應(yīng)變傳感器加入碳纖維中，用于對(duì)損失碳纖維預(yù)應(yīng)力的檢測(cè)。
美國(guó)曾將約6.5公里長(zhǎng)的光纖埋入水電大壩中，用于對(duì)水壩振動(dòng)、壩面水壓力和流速的檢測(cè)。充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源共享功能，任一國(guó)家都充分利用大壩光纖傳感系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件，對(duì)水壩安全狀態(tài)等開(kāi)展深入探討，這都可能是未來(lái)土木工程結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息處理的發(fā)展趨勢(shì)。
下面是小編根據(jù)符教授談及光纖傳感技術(shù)在實(shí)現(xiàn)“智慧道路”方案時(shí)整理的相關(guān)實(shí)施過(guò)程的內(nèi)容：
1.光纖傳感布置：在道路中埋設(shè)光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以選擇將光纖傳感器直接埋設(shè)在道路下方或者將其嵌入到道路材料中。
展開(kāi) OptiGrating應(yīng)用：光纖布拉格光柵
在本次案例中，您將學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)具有啁啾和切趾的光纖布拉格光柵。這種光柵可用于光纖色散補(bǔ)償。
步驟1
首先新建一個(gè)項(xiàng)目。然后，選擇五個(gè)可用模塊中的一個(gè)來(lái)使用: Single Fiber, Fiber Coupler, Single Waveguide, Waveguide Coupler, 和Other Waveguide。
選擇Single Fiber：
1.File > New
2.在“New”對(duì)話(huà)框中，單擊“Single Fiber”選項(xiàng)
我們將模擬如圖1所示的二維光柵布局。
步驟2
接下來(lái)，您將為單個(gè)光纖定義某些參數(shù)。在“Single Fiber”對(duì)話(huà)框中，您可以設(shè)置以下特性: Index Profile, Photosensitivity Profile, Number Of Points In Mesh, Central Wavelength等。
打開(kāi)“Single Fiber”對(duì)話(huà)框：
1.在工程窗口，點(diǎn)擊Fiber/Waveguide Parameters按鈕
系統(tǒng)彈出“Single Fiber”對(duì)話(huà)框
注意:本案例您將使用默認(rèn)參數(shù)，因此不必更改任何預(yù)定義選項(xiàng)。
2.點(diǎn)擊OK關(guān)閉“Single Fiber”對(duì)話(huà)框
步驟3
在這一步中，您將訪問(wèn)列表中的光纖/波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式。你使用的光纖是單模光纖。
打開(kāi)列表中的計(jì)算模式：
1.在菜單的“Parameters”中單擊“Mode …”。
2.Input Amplitude設(shè)置為1，Phase設(shè)置為0。
3.單擊OK按鈕。
注意:如果您選擇使用單光纖模塊或單波導(dǎo)模塊，您將看到在對(duì)話(huà)框中只有一個(gè)模式列表。如果您正在使用其他模式，您將看到對(duì)話(huà)框中有兩個(gè)可用的列表。
展開(kāi) OptiGrating應(yīng)用：光纖布拉格光柵
在本次案例中，您將學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)具有啁啾和切趾的光纖布拉格光柵。這種光柵可用于光纖色散補(bǔ)償。
步驟1
首先新建一個(gè)項(xiàng)目。然后，選擇五個(gè)可用模塊中的一個(gè)來(lái)使用: Single Fiber, Fiber Coupler, Single Waveguide, Waveguide Coupler, 和Other Waveguide。
選擇Single Fiber：
1.File > New
2.在“New”對(duì)話(huà)框中，單擊“Single Fiber”選項(xiàng)
我們將模擬如圖1所示的二維光柵布局。
步驟2
接下來(lái)，您將為單個(gè)光纖定義某些參數(shù)。在“Single Fiber”對(duì)話(huà)框中，您可以設(shè)置以下特性: Index Profile, Photosensitivity Profile, Number Of Points In Mesh, Central Wavelength等。
打開(kāi)“Single Fiber”對(duì)話(huà)框：
1.在工程窗口，點(diǎn)擊Fiber/Waveguide Parameters按鈕
系統(tǒng)彈出“Single Fiber”對(duì)話(huà)框
注意:本案例您將使用默認(rèn)參數(shù)，因此不必更改任何預(yù)定義選項(xiàng)。
2.點(diǎn)擊OK關(guān)閉“Single Fiber”對(duì)話(huà)框
步驟3
在這一步中，您將訪問(wèn)列表中的光纖/波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的計(jì)算模式。你使用的光纖是單模光纖。
打開(kāi)列表中的計(jì)算模式：
1.在菜單的“Parameters”中單擊“Mode …”。
2.Input Amplitude設(shè)置為1，Phase設(shè)置為0。
3.單擊OK按鈕。
注意:如果您選擇使用單光纖模塊或單波導(dǎo)模塊，您將看到在對(duì)話(huà)框中只有一個(gè)模式列表。如果您正在使用其他模式，您將看到對(duì)話(huà)框中有兩個(gè)可用的列表。
展開(kāi) 張工聊光纖 | 光纖傳感器和常規(guī)電阻應(yīng)變片在結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)上的對(duì)比
今天就和大家聊一聊
光纖傳感器
和
常規(guī)電阻應(yīng)變片
，在
基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)
應(yīng)用上的對(duì)比。
首先，我想先介紹下基于
布拉格光柵(FBG)技術(shù)的光纖應(yīng)變片
，迥異于傳統(tǒng)電阻應(yīng)變片的
工作原理
及
適用性
。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，一個(gè)布拉格光柵就是在摻雜鍺元素的標(biāo)準(zhǔn)單模通訊光纖上用紫外激光刻制的一個(gè)微型結(jié)構(gòu)。這個(gè)微型結(jié)構(gòu)使得這根光纖的折射率發(fā)生周期性的變化，當(dāng)光沿著光纖傳播時(shí)光柵反射很窄的波長(zhǎng)范圍的光，其它波長(zhǎng)的光通過(guò)光柵繼續(xù)傳播。
圖1 布拉格(FBG)光柵應(yīng)變片工作原理
被反射回的波長(zhǎng)帶寬的中心波長(zhǎng)定義為布拉格光柵的波長(zhǎng)。在受應(yīng)力狀態(tài)下，布拉格光柵的波長(zhǎng)周期由于光纖的伸長(zhǎng)或收縮會(huì)增長(zhǎng)，這個(gè)變化導(dǎo)致布拉格光柵波長(zhǎng)的偏移，這個(gè)偏移通過(guò)光纖解調(diào)儀等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)捕捉并記錄。
圖2 使用相位掩模法制作布拉格光柵。掩模罩造成入射紫外線的二次折射，在光纖芯上確定最大和最小干涉模式，光纖的折射率根據(jù)引入光線強(qiáng)度發(fā)生永久改變，柵格的精確間距構(gòu)成布拉格光柵。
除了應(yīng)變以外，布拉格光柵同樣對(duì)溫度敏感。因此也可以使用布拉格光柵監(jiān)測(cè)溫度，但是也就意味著一個(gè)應(yīng)變傳感器配合一個(gè)溫度傳感器同時(shí)測(cè)量，可以對(duì)應(yīng)變傳感器的溫度效應(yīng)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。
展開(kāi) Ansys Lumerical | 光子晶體布拉格光纖仿真應(yīng)用
01 說(shuō)明
FDE求解器可用于精確計(jì)算任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模式，包括光子晶體布拉格光纖。在此示例中，我們計(jì)算并分析了Vienne和Uranus描述的光子晶體布拉格光纖的模式。
02 綜述
模擬文件bragg_PCfiber.lms包含一個(gè)參數(shù)化組對(duì)象，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模。最初，在x-min和y-min處使用反對(duì)稱(chēng)邊界條件以及在x-max和y-max處使用金屬邊界條件設(shè)置模擬。反對(duì)稱(chēng)邊界條件允許我們僅模擬1/4的結(jié)構(gòu)，從而節(jié)省時(shí)間。但是，我們必須注意不要漏掉可能需要對(duì)稱(chēng)條件或?qū)ΨQ(chēng)和反對(duì)稱(chēng)條件的組合的重要模式。
03 運(yùn)行和結(jié)果
首先，我們運(yùn)行仿真并切換到分析模式。我們看到其中一種導(dǎo)模的有效折射率約為0.998。下面是圓柱坐標(biāo)系中的Hr圖。
要研究此類(lèi)結(jié)構(gòu)的損耗，需要在x-max和y-max處的邊界條件設(shè)置為PML，如下所示。我們最初沒(méi)有這樣做，因?yàn)樗鼤?huì)增加計(jì)算時(shí)間，并且會(huì)更難找到導(dǎo)模的有效折射率。當(dāng)我們重新計(jì)算模式時(shí)，我們可以查看折射率0.998附近并發(fā)現(xiàn)不同的模式。
軟件會(huì)計(jì)算出將近20種模式。
模式7是
模式8是
上圖顯示了磁場(chǎng)的徑向和角分量，可以與Uranus等人的結(jié)果進(jìn)行比較，我們將有效折射率和損耗與Uranus等人的結(jié)果進(jìn)行比較。
MODE有效折射率結(jié)果與Uranus等人的結(jié)果非常接近。對(duì)于這種對(duì)數(shù)值網(wǎng)格的微小變化（以及實(shí)際制造缺陷）非常敏感的結(jié)構(gòu)，計(jì)算損耗則更加困難，并且需要進(jìn)行一些收斂測(cè)試才能找到更準(zhǔn)確的結(jié)果。
收斂測(cè)試
我們首先將感興趣的兩種模式復(fù)制到全局DECK中，并將它們重命名為T(mén)E和HE，如下所示。
現(xiàn)在可以通過(guò)運(yùn)行優(yōu)化和掃描來(lái)測(cè)試收斂性。掃描通過(guò)增加網(wǎng)格數(shù)目來(lái)多次計(jì)算模態(tài)。
展開(kāi) OptiSystem與OptiGrating的聯(lián)合使用：光纖布拉格光柵在OCDMA中的應(yīng)用
圖5.導(dǎo)出OptiGrating中的FBG
二、在OptiSystem中導(dǎo)入均勻光纖光柵到OptiGrating component
為了在OptiSystem中調(diào)用設(shè)計(jì)，只需在布局中拖動(dòng)一個(gè)“OptiGrating component”，并選擇生成的“*.txt”文件路徑（圖6）。這將自動(dòng)導(dǎo)出在OptiGrating中設(shè)計(jì)的FBG的傳遞函數(shù)到“OptiGrating component”。在案例中，我們將設(shè)計(jì)的FBG應(yīng)用于OCDMA網(wǎng)絡(luò)。
圖6.OptiGrating Component設(shè)置
下圖為OptiSystem中OCDMA系統(tǒng)的布局圖。我們模擬了一個(gè)基于3用戶(hù)光纖布拉格光柵（FBG）的200 Mbit/s的OCDMA網(wǎng)絡(luò)。均勻FBG采用修正二次同余(MCQ)碼實(shí)現(xiàn)頻譜振幅編碼。
圖7.OCDMA系統(tǒng)布局
該信號(hào)是NRZ PRBS數(shù)據(jù)使用馬赫-曾德調(diào)制器調(diào)制非相干光源而產(chǎn)生的。光鏈路是10km的單模光纖。接收機(jī)包括兩個(gè)光譜濾波器和兩個(gè)光電探測(cè)器，通過(guò)低通濾波器和誤碼率分析儀執(zhí)行解碼。在本實(shí)驗(yàn)中，用戶(hù)1和用戶(hù)2為ON，用戶(hù)3為OFF。接下來(lái)的兩個(gè)圖展示了用戶(hù)1和用戶(hù)2的編碼數(shù)據(jù)的頻譜。
圖8.用戶(hù)1和用戶(hù)2的編碼數(shù)據(jù)譜
以下是用戶(hù)1和用戶(hù)2的眼圖。使用OptiSystem，您可以通過(guò)增加用戶(hù)、使用不同的OCDMA編碼方案、調(diào)制格式或增加傳播長(zhǎng)度來(lái)分析該系統(tǒng)的性能。
圖9.用戶(hù)1和用戶(hù)2傳播10公里后的眼圖
展開(kāi) 
OptiSystem與OptiGrating的聯(lián)合使用：光纖布拉格光柵在OCDMA中的應(yīng)用
圖5.導(dǎo)出OptiGrating中的FBG
二、在OptiSystem中導(dǎo)入均勻光纖光柵到OptiGrating component
為了在OptiSystem中調(diào)用設(shè)計(jì)，只需在布局中拖動(dòng)一個(gè)“OptiGrating component”，并選擇生成的“*.txt”文件路徑（圖6）。這將自動(dòng)導(dǎo)出在OptiGrating中設(shè)計(jì)的FBG的傳遞函數(shù)到“OptiGrating component”。在案例中，我們將設(shè)計(jì)的FBG應(yīng)用于OCDMA網(wǎng)絡(luò)。
圖6.OptiGrating Component設(shè)置
下圖為OptiSystem中OCDMA系統(tǒng)的布局圖。我們模擬了一個(gè)基于3用戶(hù)光纖布拉格光柵（FBG）的200 Mbit/s的OCDMA網(wǎng)絡(luò)。均勻FBG采用修正二次同余(MCQ)碼實(shí)現(xiàn)頻譜振幅編碼。
圖7.OCDMA系統(tǒng)布局
該信號(hào)是NRZ PRBS數(shù)據(jù)使用馬赫-曾德調(diào)制器調(diào)制非相干光源而產(chǎn)生的。光鏈路是10km的單模光纖。接收機(jī)包括兩個(gè)光譜濾波器和兩個(gè)光電探測(cè)器，通過(guò)低通濾波器和誤碼率分析儀執(zhí)行解碼。在本實(shí)驗(yàn)中，用戶(hù)1和用戶(hù)2為ON，用戶(hù)3為OFF。接下來(lái)的兩個(gè)圖展示了用戶(hù)1和用戶(hù)2的編碼數(shù)據(jù)的頻譜。
圖8.用戶(hù)1和用戶(hù)2的編碼數(shù)據(jù)譜
以下是用戶(hù)1和用戶(hù)2的眼圖。使用OptiSystem，您可以通過(guò)增加用戶(hù)、使用不同的OCDMA編碼方案、調(diào)制格式或增加傳播長(zhǎng)度來(lái)分析該系統(tǒng)的性能。
圖9.用戶(hù)1和用戶(hù)2傳播10公里后的眼圖
展開(kāi) 光纖溫度傳感器測(cè)試阻抗匹配器內(nèi)部溫度技術(shù)方案
這些測(cè)量均基于反射光的變化---與發(fā)射光對(duì)比時(shí)--由傳感器內(nèi)部高度穩(wěn)定的玻璃的熱膨脹弓|起。光纖的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是使用它可以生產(chǎn)各種小型元件，同時(shí)，這些元件材料的實(shí)體物理特性不會(huì)被平衡。另-方面,光纖的尺寸大小已被優(yōu)化，這種優(yōu)化的尺寸可以提供盡可能小的光路。得益于這一優(yōu)點(diǎn)， 光纖傳感器的尖端頂圓直徑可小達(dá)08mm。我司生產(chǎn)的所有溫度傳感器都需要與FISO的對(duì)應(yīng)信號(hào)調(diào)理器配套使用。
光纖環(huán)形鏡FBG傳感器
應(yīng)用
l遙感
lFBG傳感器合成
l溫度，應(yīng)力和應(yīng)變傳感
l土木工程，如橋梁，管道，結(jié)構(gòu)
l多方向數(shù)據(jù)傳感
綜述
光纖環(huán)形鏡配置已應(yīng)用到各個(gè)方面中，其中一個(gè)重要的應(yīng)用是傳感。在光纖環(huán)形鏡中插入光纖布拉格光柵（FBG）后，可利用環(huán)形鏡的切換功能來(lái)增強(qiáng)傳感和訪問(wèn)能力。寬帶LED或白光源照進(jìn)FBG環(huán)形鏡，可以在FBG中心波長(zhǎng)處產(chǎn)生連續(xù)波（CW）光信號(hào)，這種光信號(hào)可以通過(guò)控制環(huán)路內(nèi)的移相器從環(huán)路的兩側(cè)進(jìn)行訪問(wèn)。CW光波長(zhǎng)隨FBG的環(huán)境條件（包括溫度，應(yīng)力和應(yīng)變）而變化。
FBG環(huán)形鏡傳感器布局
優(yōu)點(diǎn)
lFBG光纖環(huán)形鏡傳感器可用于任何遠(yuǎn)程位置不同參數(shù)的檢測(cè)，并可通過(guò)單模光纖傳輸感應(yīng)數(shù)據(jù)。
l通過(guò)控制移相器的相位，可以從傳輸系統(tǒng)的兩側(cè)訪問(wèn)所檢測(cè)的數(shù)據(jù)。
l OptiSystem軟件允許用戶(hù)研究FBG光纖環(huán)形鏡傳感器中不同參數(shù)對(duì)整體性能的影響。
l使用OptiSystem軟件可以進(jìn)行FBG參數(shù)合成。
仿真說(shuō)明
圖1顯示了用于在OptiSystem中進(jìn)行FBG光纖環(huán)形鏡傳感器數(shù)值仿真的布局。低成本寬帶LED可用于探測(cè)傳感器。LED燈光通過(guò)一個(gè)循環(huán)器和一個(gè)3-dB光纖耦合器在兩個(gè)方向上發(fā)射到環(huán)路中。FBG在其定義的帶寬和中心頻率內(nèi)，反射環(huán)路每個(gè)方向上的光信號(hào)。FBG還允許傳輸其帶寬之外的光信號(hào)，且不改變它們的傳播方向。一旦反射和傳輸?shù)膱?chǎng)返回到3-dB光纖耦合器的輸出端口，它們就會(huì)加強(qiáng)，消減或部分地干擾，這取決于3-dB光纖耦合器的每個(gè)輸出端口處的兩個(gè)場(chǎng)之間的相位差。如果兩個(gè)場(chǎng)之間的相位差為0°，則光信號(hào)將通過(guò)環(huán)路傳輸并出現(xiàn)在3-dB光纖耦合器的另一個(gè)輸入端口（標(biāo)記為2）。但是，如果兩個(gè)場(chǎng)之間的相位差為180°，則光信號(hào)被反射回3dB光纖耦合器的輸入端口（標(biāo)記為1）。任何其他相位差都會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)出現(xiàn)在兩個(gè)端口上。
展開(kāi) 光纖溫度傳感器在核環(huán)境中的應(yīng)用
近年來(lái)，傳感器朝著精確、靈敏、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，光纖傳感器這一新興產(chǎn)業(yè)倍受關(guān)注。光纖傳感器是伴隨著光通信技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的，它是把外界被測(cè)量（ 溫度、壓力、位移、電磁場(chǎng)等） 轉(zhuǎn)換為光纖傳輸光波的特征參量（ 振幅、相位、波長(zhǎng)、偏振態(tài)） 的傳感器。下面工采網(wǎng)小編通過(guò)本文和大家一起了解光纖溫度傳感器在核環(huán)境中的應(yīng)用。
核環(huán)境科學(xué)是一門(mén)研究人類(lèi)環(huán)境中放射性核素性質(zhì)、行為以及防治環(huán)境放射性污染的科學(xué)。近年來(lái)科技快速發(fā)展，每一個(gè)國(guó)家都想要有強(qiáng)大的自我保護(hù)能力，武器是核心，尤其是核武器。世界各個(gè)國(guó)家都在不斷的實(shí)驗(yàn)自己國(guó)家發(fā)明的核武器，雖然現(xiàn)在還沒(méi)有使用核武器,但是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,也對(duì)環(huán)境造成了很大的污染，因此促進(jìn)了環(huán)境中人工放射性污染源及其監(jiān)測(cè)方法的研究。
在核武器的科研和生產(chǎn)實(shí)踐中，精確的溫度檢測(cè)與控制十分重要，而光纖溫度傳感器是光纖傳感器家族中非常重要的一員。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，可以引起光纖傳輸光的相位發(fā)生變化，從而形成相位調(diào)制型（干涉型）光纖溫度傳感器。通常測(cè)量相位時(shí)采用兩束光的干涉，根據(jù)干涉光強(qiáng)度變化得到溫度值。然而，光纖在核環(huán)境中會(huì)退化。為了解決這一問(wèn)題工采網(wǎng)推薦使用加拿大FISO 光纖溫度傳感器 - FOT-L-BA。
FOT-L-SD 和 FOT-L-BA 是一類(lèi)非常適合在極端環(huán)境下測(cè)量溫度的光纖溫度傳感器，這種極端環(huán)境包括低溫、核環(huán)境、微波和高強(qiáng)度的RF等。
FOT-L集所有您期望從理想傳感器器身獲取的優(yōu)良特性于一體。因此，即使在極端溫度和不利的環(huán)境下，這類(lèi)傳感器依然能夠提供高精度和可靠的溫度測(cè)量。
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