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整高斯濾波器之間的中心波長間距來隨意的調節(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)絡結構原理示意圖

　圖2　不同光柵測量結果圖