耐高温光纤Bragg光栅的响应特性研究 被引量：12

1

作者 乔学光 李婷 +3 位作者 王宏亮 贾振安 刘钦朋 王向宇 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第2期209-211,共3页

以耐高温光纤光栅和普通的光纤光栅为实验研究对象,研究了其高温特性。普通的FBG,当温度超过300℃以上,光纤光栅已变黑变脆,虽然有传感特性,但已不能在实际中应用;通过对耐高温光栅裸栅进行300℃以上的高温实验,发现耐高温FBG处于20℃-... 以耐高温光纤光栅和普通的光纤光栅为实验研究对象,研究了其高温特性。普通的FBG,当温度超过300℃以上,光纤光栅已变黑变脆,虽然有传感特性,但已不能在实际中应用;通过对耐高温光栅裸栅进行300℃以上的高温实验,发现耐高温FBG处于20℃-350℃之间时反射波长与温度之间有着良好的线性关系,且光栅性能良好,没有出现被碳化现象,灵敏度为0.01 nm/M Pa;随着温度进一步升高,FBG反射波长与温度开始呈现非线性关系。实验结果表明,耐高温光栅适合于高温油气井下应用。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅(fbg) 反射波长 高温特性 温度灵敏度系数

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波分复用分布式FBG传感网络 被引量：13

2

作者 黄俊斌 尹进 +3 位作者 张心天 姜德生 周祖德 陈定方 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第12期9-11,共3页

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调,该传感系统扫描带宽50nm,单点工作带宽5nm,对一般应用系统每根单纤可设20～30个点,系统最高扫描频率... 提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调,该传感系统扫描带宽50nm,单点工作带宽5nm,对一般应用系统每根单纤可设20～30个点,系统最高扫描频率200Hz,分辨力5pm(约5×10-6或0.5℃)。 展开更多

关键词 波分复用 光纤光栅 传感网络 光纤布喇格光栅 波长解调

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光纤Bragg光栅校准可调谐F-P滤波器解调系统的研究 被引量：8

3

作者 乔学光 张磊 +2 位作者 贾振安 高宏 马超 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第1期12-14,共3页

基于可调谐光纤（TF）Fabry-Pent（F-P）滤波扫描传感光纤Bragg光栅（FBG）反射的原理，针对可调谐光纤F-P滤波器的透射波长与驱动电压的非线性与不重复性，提出一种新颖的利用置于恒温箱内的FBG来提供波长参考，得到光纤F-P滤波器小范... 基于可调谐光纤（TF）Fabry-Pent（F-P）滤波扫描传感光纤Bragg光栅（FBG）反射的原理，针对可调谐光纤F-P滤波器的透射波长与驱动电压的非线性与不重复性，提出一种新颖的利用置于恒温箱内的FBG来提供波长参考，得到光纤F-P滤波器小范围内的电压-波长线性关系，对一温度传感器进行了试验检测，在30-130℃范围内，系统的平均偏差为0．52℃。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 可调谐光纤F-P滤波器 波长解调

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一种实时校准的光纤Bragg光栅传感器解调系统 被引量：5

4

作者 陈亮 黄俊斌 +1 位作者 顾宏灿 谭波 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第7期89-91,共3页

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)传感器阵列的信号解调精度,基于窄带光源问讯解调原理,提出了引入带标记热稳定标准具模块来实现实时校准的方案,利用12位A/D采集模块将信号采入计算机,在虚拟仪器软件LabVIEW下处理信号,峰值检测方法为分段... 为了提高光纤Bragg光栅(FBG)传感器阵列的信号解调精度,基于窄带光源问讯解调原理,提出了引入带标记热稳定标准具模块来实现实时校准的方案,利用12位A/D采集模块将信号采入计算机,在虚拟仪器软件LabVIEW下处理信号,峰值检测方法为分段寻峰。实验表明:该方案对FBG传感器中心波长位移的最大解调精度为1 pm,相对于无实时校准模块方案下的解调精度提高了10倍以上,在应变为1×10-4的范围内,测量误差小于1.5×10-6。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 波长解调 实时校准 虚拟仪器

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分布式FBG波长解调系统的试验研究 被引量：1

5

作者 张心天 姜德生 +2 位作者 黄俊斌 尹进 李莉 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第8期9-11,共3页

设计了一种分布式FBG波长解调系统,采用可调谐光纤F-P滤波法对FBG的波长传感信息进行解调,使用高速采样卡对信号进行采集,分析。给出了阶段性试验的结果,并提出了改进系统分辨力的方法。

关键词 fbg 光纤布喇格光栅 波长解调 信号采集 系统分辨力 传感器

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双光纤Bragg光栅波长探测与解调技术 被引量：1

6

作者 王海平 陈荣 +2 位作者 林斌 谢树森 程敏 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第3期4-6,9,共4页

双光纤光栅可以用于光纤光栅传感器中波长移动的探测与解调,提出了一种新的解调方案并对几种可能的解调方案进行了实验对比。结果表明,在宽带光源光谱全功率较小的前提下,利用双光栅透射谱的相关及双光栅透射谱和反射谱的卷积都能实现... 双光纤光栅可以用于光纤光栅传感器中波长移动的探测与解调,提出了一种新的解调方案并对几种可能的解调方案进行了实验对比。结果表明,在宽带光源光谱全功率较小的前提下,利用双光栅透射谱的相关及双光栅透射谱和反射谱的卷积都能实现波长移动的探测与解调,前者有更好的信噪比。而因为系统损耗过大,利用双光栅反射谱的相关不能探测与解调光栅中心反射波长的移动。双光栅波长探测与解调技术将波长的移动转化为相对光强极值的探测,避免了光纤光栅传感器中使用光谱仪等价格昂贵,体积庞大,使用不方便的光谱探测器件,有利于光纤光栅传感器的实用化。 展开更多

关键词 透射谱 光纤bragg光栅 探测与解调 极值探测

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基于电磁力的FBG电流传感器研究 被引量：1

7

作者 王虎 周王民 姜碧强 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第2期32-34,共3页

利用通电螺线管与永磁铁之间的作用力，提出了一种测量电流的方法。光纤Bragg光栅（FBG）在永磁铁的牵引下发生轴向应变，引起Bragg中心波长的漂移，通过解调中心波长漂移量对电流进行测量。实验中采取多匝数螺线管和小电流来模拟大电... 利用通电螺线管与永磁铁之间的作用力，提出了一种测量电流的方法。光纤Bragg光栅（FBG）在永磁铁的牵引下发生轴向应变，引起Bragg中心波长的漂移，通过解调中心波长漂移量对电流进行测量。实验中采取多匝数螺线管和小电流来模拟大电流，对0—3A的直流电流进行了测量。实验结果表明：中心波长漂移量与电流有很好的线性关系，线性度为0．9998，电流灵敏度约为0．97nm／A。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤bragg光栅 波长解调 电磁力

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FBG波长高精度解调的研究进展 被引量：1

8

作者 杨志 鞠婉秋 李永倩 《光通信技术》 2021年第3期4-9,共6页

在恶劣的环境下能准确地检测出光纤布喇格光栅(FBG)波长对工程监测非常重要。综述了在不同的解调系统中提高波长解调精度的方法和波长信号处理方法,主要介绍了基于可调谐激光器、可调谐滤波器和光谱仪的解调系统提高波长校准精确度的研... 在恶劣的环境下能准确地检测出光纤布喇格光栅(FBG)波长对工程监测非常重要。综述了在不同的解调系统中提高波长解调精度的方法和波长信号处理方法,主要介绍了基于可调谐激光器、可调谐滤波器和光谱仪的解调系统提高波长校准精确度的研究进展,分析了信号解调过程中的算法对FBG传感解调性能的影响。 展开更多

关键词 光线布喇格光栅 解调系统 高精度 波长标定 峰值检测

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基于高速动态光栅解调系统的FBG等强度悬臂梁振动传感特性研究

9

作者 石胜辉 罗彬彬 +5 位作者 杨万猛 胡新宇 赵明富 邹雪 叶露 谢浪 《激光杂志》 北大核心 2018年第10期18-23,共6页

研究基于高速动态光栅解调系统的光纤Bragg光栅（fiber Bragg grating,FBG）等强度悬臂梁振动传感性能,分析FBG等强度悬臂梁与振动传感的基本原理和传感特性。结果表明：当压电陶瓷的输出频率接近等强度悬臂梁的谐振频率时,传感器的输... 研究基于高速动态光栅解调系统的光纤Bragg光栅（fiber Bragg grating,FBG）等强度悬臂梁振动传感性能,分析FBG等强度悬臂梁与振动传感的基本原理和传感特性。结果表明：当压电陶瓷的输出频率接近等强度悬臂梁的谐振频率时,传感器的输出振幅最大;相同频率下,等强度悬臂梁厚度为0.3mm时响应度最大,平坦响应范围为10Hz-60Hz,平坦区的加速度灵敏度为51.25pm/（m·s^-2）,最大加速度灵敏度为416.81pm/（m·s^-2）;相同振动频率下,波长漂移幅值与振动幅值具有良好的线性关系,线性相关度为0.998,时域波形信号的FFT变换主频分量占80%以上。 展开更多

关键词 光纤传感 振动传感器 光纤bragg光栅 等强度悬臂梁 高速光栅解调系统

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基于平衡PZT法解调的FBG传感器

10

作者 郭振武 刘铁根 李维祥 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第6期119-121,共3页

提出了一种基于压电陶瓷叠堆驱动参考光纤Bragg光栅(FBG)扫描滤波的FBG传感器波长解调机构,设计了对称结构U型金属支架结构,并采用两侧粘贴光纤光栅的方式,同时对光纤光栅施加相等的预应力,这种结构扩展了解调光栅的扫描范围,平衡了压... 提出了一种基于压电陶瓷叠堆驱动参考光纤Bragg光栅(FBG)扫描滤波的FBG传感器波长解调机构,设计了对称结构U型金属支架结构,并采用两侧粘贴光纤光栅的方式,同时对光纤光栅施加相等的预应力,这种结构扩展了解调光栅的扫描范围,平衡了压电陶瓷叠堆所受的拉力,增强了其运行可靠性,提高了扫描线性度。实验结果显示:在0～200 V的电压范围内,电压和波长移动之间具有良好的线性关系,线性调谐的波长范围约为3.8 nm,解调灵敏度为0.0097 nm/V。利用本系统对温度和压力光纤光栅传感器进行解调测试,解调结果与其特性相符。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤bragg光栅 波长解调 压电陶瓷叠堆 扫描

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一种新型用于智能服装的FBG嵌入式人体温度检测算法 被引量：5

11

作者 宋慧超 苗长云 +2 位作者 张诚 李鸿强 徐钒婕 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1045-1049,共5页

研究了智能服装人体温度的检测。通过可调谐Fabry-Perot滤波器,实现了波长的解调,首先对数据进行FBG反射波加窗、加权平均,然后用最小二乘法对F-P滤波器的特性曲线拟合。实验表明,在相同精度条件下该算法的采样点数比传统算法减少了10... 研究了智能服装人体温度的检测。通过可调谐Fabry-Perot滤波器,实现了波长的解调,首先对数据进行FBG反射波加窗、加权平均,然后用最小二乘法对F-P滤波器的特性曲线拟合。实验表明,在相同精度条件下该算法的采样点数比传统算法减少了10倍。基于该算法实现的人体温度检测系统的精度可达0.10C,温度采样频率为1Hz。因此本文的方法适用于在嵌入式系统中对Bragg波长的解调。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 波长解调 Fabry-Perot滤波 智能服装

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基于TS-DFT高速光谱解调的FBG温度分布检测

12

作者 杨梅 陈娜 +4 位作者 刘真民 商娅娜 刘书朋 陈振宜 王廷云 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期252-261,共10页

基于时间拉伸-色散傅里叶变换(time-stretch dispersive Fourier transformation,TS-DFT)技术实现了光纤布拉格光栅反射谱高速解调。解调系统由锁模激光器、环行器、色散补偿光纤、参考光栅、传感光栅以及数据采集和处理模块组成。实验... 基于时间拉伸-色散傅里叶变换(time-stretch dispersive Fourier transformation,TS-DFT)技术实现了光纤布拉格光栅反射谱高速解调。解调系统由锁模激光器、环行器、色散补偿光纤、参考光栅、传感光栅以及数据采集和处理模块组成。实验得到了传感光栅在不同温度场下的时域映射光谱,通过与光谱仪测量光谱对比,验证了系统高速光谱解调能力,解调速率为51.2 MHz。结合光谱反演算法得到了沿光栅轴向的温度分布,空间分辨率为200µm,实现了传感光栅高速、高空间分辨率温度传感。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 时间拉伸色散傅里叶变换 分布式传感 高速解调

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高速精确的光纤光栅信号解调方案设计

13

作者 张伟 周丽 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第7期205-209,共5页

为提升光纤光栅的应用效果,为此,设计高速精确的光纤光栅信号解调方案。依据LPFG的光纤光栅信号解调原理,设计两个LPFG双边缘滤波器处理两路反射光,并且利用光电探测器探测光功率结果,以此解调光栅的中心波长;采用光纤干涉仪检测解调频... 为提升光纤光栅的应用效果,为此,设计高速精确的光纤光栅信号解调方案。依据LPFG的光纤光栅信号解调原理,设计两个LPFG双边缘滤波器处理两路反射光,并且利用光电探测器探测光功率结果,以此解调光栅的中心波长;采用光纤干涉仪检测解调频率,对其进行正反扫描,依据光传播时延引起的解调误差和解调频率扫描方向之间的关联,完成解调结果补偿。测试结果显示:该方案具有较好可行性,光谱发生不同程度重叠时,光纤光栅信号的解调结果标准差均小于1.85 pm;光栅波长的解调误差均在-5~5 pm之间;有效降低解调误差,提升光纤光栅解调精度,可靠获取信号中的信息。 展开更多

关键词 高速精确 光纤光栅 信号解调 光功率 中心波长 解调频率 误差补偿 光谱重叠

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光纤布拉格光栅波长解调系统的研制 被引量：9

14

作者 孟宪玮 张青 +2 位作者 史彦新 韩永温 蒋凡 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期342-346,共5页

光纤布拉格光栅波长解调系统利用光纤光栅的平均折射率和栅格周期对外界参量的敏感特性,将外界参量的变化转化为其布拉格波长的移动,通过解调布拉格波长的偏移来确定待测物理量的变化。采用波分复用技术构成光纤光栅传感网络,提出了由... 光纤布拉格光栅波长解调系统利用光纤光栅的平均折射率和栅格周期对外界参量的敏感特性,将外界参量的变化转化为其布拉格波长的移动,通过解调布拉格波长的偏移来确定待测物理量的变化。采用波分复用技术构成光纤光栅传感网络,提出了由光源、布拉格光栅传感网络、光栅波长检测电路构成FBG波长解调系统的硬件设计方案。利用LabVIEW丰富的功能函数库,设计光纤布拉格光栅波长解调系统软件的各功能模块。最后在室内进行了FBG波长解调系统的调试实验。结果表明:在相同测试环境下,传感器的测试波长变化较稳定,数据的重复性较好,系统软硬件运行稳定可靠。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 光纤光栅传感网络 波长解调 LABVIEW

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基于可调光纤F-P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统 被引量：7

15

作者 黄俊斌 尹进 +2 位作者 姜德生 周祖德 陈定方 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第5期5-8,16,共5页

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调.该传感系统扫描带宽50 nm,单点工作带宽5 nm,对一般应用系统每根单纤可设20-30个点,系统最高扫描频... 提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调.该传感系统扫描带宽50 nm,单点工作带宽5 nm,对一般应用系统每根单纤可设20-30个点,系统最高扫描频率200 Hz,分辨率5 pm(约5με或0.5℃). 展开更多

关键词 光纤光栅 传感网络 波分复用 波长解调 可调光纤F—P滤波器

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光纤光栅传感系统信号解调新技术研究 被引量：7

16

作者 王瑜 乔学光 +3 位作者 傅海威 禹大宽 马超 张晶 《电光与控制》 北大核心 2008年第2期85-89,共5页

信号解调是光纤光栅传感系统实用化所面临的最大难题,其核心问题在于设计高分辨率、低成本的波长检测方案。总结了光纤光栅传感信号解调的一般原理和技术难点,对常用解调方法进行了分类和归纳。目前报道的主要解调方法是滤波法、干涉法... 信号解调是光纤光栅传感系统实用化所面临的最大难题,其核心问题在于设计高分辨率、低成本的波长检测方案。总结了光纤光栅传感信号解调的一般原理和技术难点,对常用解调方法进行了分类和归纳。目前报道的主要解调方法是滤波法、干涉法和可调光源扫描法。针对不同的解调方法,重点介绍了它们的工作原理及性能特点,评价了其优缺点,并分别给出了它们的实验原理图。对目前最有应用前景的可调谐F-P滤波法进行了详细的介绍和分析,并加入了对原有方案的改进,用气体吸收池代替原来的参考光栅。 展开更多

关键词 光纤传感 光纤光栅传感 信号解调 波长编码

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基于FMCW技术的光纤光栅振动解调系统设计及复用特性分析 被引量：4

17

作者 滕峰成 杨刚 +1 位作者 董博 董理科 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1752-1756,共5页

基于连续波调频技术(FMCW)及2×2、3×3耦合器的原理,设计了一种光纤光栅振动解调系统.对系统复用特性进行了理论分析,并通过仿真实验分析了传感光栅位置系数k、调制频率的最大值Δf、压控振荡器的控制参量fs对系统复用特性的影... 基于连续波调频技术(FMCW)及2×2、3×3耦合器的原理,设计了一种光纤光栅振动解调系统.对系统复用特性进行了理论分析,并通过仿真实验分析了传感光栅位置系数k、调制频率的最大值Δf、压控振荡器的控制参量fs对系统复用特性的影响,同时构建了相应的系统,对所设计的系统进行了实验验证。 展开更多

关键词 信号处理 连续波调频技术 波长解调 光纤光栅 分布式系统

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扫频激光器扫描非线性的优化及其在光纤光栅解调中的应用 被引量：3

18

作者 梅佳伟 肖晓晟 杨昌喜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2888-2893,共6页

为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情... 为了研究基于压电陶瓷的法布里-珀罗(F-P)波长滤波器扫描非线性的物理机理及优化方案,搭建了基于F-P滤波器的扫频激光器。用基于梳状滤波器的透射时域法研究了扫频激光器输出的非线性特性,获得了不同扫描频率下的扫频非线性特性的变化情况,认为这是由于可调谐滤波器中的执行器——压电陶瓷的容性负载特性引起的。结合光谱测量法,获得了动态扫频线性度、扫频范围与驱动频率的关系,实验结果与理论分析结果相符。最后,提出了优化扫频非线性的驱动参数方案。通过在驱动源后增加电压跟随器提高了驱动源的负载能力和高速扫频的线性响应特性,并应用于光纤光栅解调。实验得到了1 000Hz扫频速度下的线性解调结果,即解调线性度为0.998 44。 展开更多

关键词 光纤光栅解调 扫频激光器 法布里-珀罗可调谐滤波器 扫描非线性

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利用扭转高双折射光纤实现波长解调的方法 被引量：1

19

作者 李立新 吴飞 +1 位作者 蔡璐璐 李志全 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期1212-1214,1218,共4页

提出了一种基于扭转高双折射光纤实现光纤光栅波长解调的新型解调系统,对高双折射光纤光栅扭转特性进行了详细的理论推导,给出了数学表达式。通过计算机仿真发现系统输出光强与高双折射光纤扭转角度成标准余弦关系,扭转角度和时输出的... 提出了一种基于扭转高双折射光纤实现光纤光栅波长解调的新型解调系统,对高双折射光纤光栅扭转特性进行了详细的理论推导,给出了数学表达式。通过计算机仿真发现系统输出光强与高双折射光纤扭转角度成标准余弦关系,扭转角度和时输出的光强的比值与波长近似呈线性关系。实验表明,系统具有10nm的准线性解调范围,与理论分析相吻合。 展开更多

关键词 光纤光栅 高双折射光纤 波长解调

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基于光纤光栅PGCD的材料冲击试验研究 被引量：1

20

作者 李丽 林玉池 +2 位作者 王为 朱萍玉 黄银国 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第8期55-57,共3页

光纤光栅抗电磁干扰和易于构成分布式光纤传感网络,对设备健康监测和高频应力作用下的材料力学性能测试具有独特优势。波长编码信号解调系统的频率低是制约光纤光栅传感器在高频信号环境下使用的关键问题之一,采用M-Z干涉技术,设计了一... 光纤光栅抗电磁干扰和易于构成分布式光纤传感网络,对设备健康监测和高频应力作用下的材料力学性能测试具有独特优势。波长编码信号解调系统的频率低是制约光纤光栅传感器在高频信号环境下使用的关键问题之一,采用M-Z干涉技术,设计了一套基于相位载波(PGC)的相位解调方法的光纤光栅高频解调系统,对正弦信号激励和冲击试验产生的信号进行了测试和分析,取得了比较理想的试验结果,实现了10 kHz频率范围内高频信号的检测。 展开更多

关键词 光纤bragg光栅 相位载波解调 M-Z干涉技术 高频解调 冲击

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