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如何使用FP测量Bragg波长漂移量
李静
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光纤 Bragg 光栅（FBG）传感器是以 FBG 作为敏感元件的功能型光纤传感器，有广泛的应用领域。当该传感器受温度、应变等外界参量的作用时，Bragg 波长会发生相应的漂移，因此，研究 FBG 传感器的关键问题是如何精确测量 FBG 反射波长漂移量。传统上一般应用光谱仪解调系统，它体积大、不易携带、不利于现场使用。近年来出现的微型光谱仪体积小、价格便宜，但其光谱分辨力只在 0.1 nm 数量级，远远达不到 FBG 解调需要的 pm 级的分辨力。为了提高 Bragg 波长漂移量的测量精度，提出了基于 F-P 可调谐滤波器和波长基准器，采用插值 - 相关谱法的处理技术，即，首先在原始光谱中每相邻两点间线性插入一些点，再利用相关谱法得到 Bragg 波长漂移量。该方法不但可以有效抑制噪声，而且，能精确地测量 Bragg 波长漂移量，从而实现高精度地测量温度、应变等外界参量。
1、FBG 传感器原理
根据 Bragg 衍射原理，当宽带光源发出的光入射到 FBG 中去，FBG 将把以 Bragg 波长为中心的窄带光谱范围内的光反射回来。Bragg 波长λB 由 FBG 的栅距 A 和有效折射率 neff 决定因此，FBG 可以被看作窄带滤波器，滤波器的中心波长就是 Bragg 波长。当 FBG 受到应变、温度等因素使 FBG 的栅距以或有效折射率 neff 产生变化时，被 FBG 反射的 Bragg 波长λB 亦产生相应变化。由式（1）的微分得知，其 Bragg 波长的偏移量为从而实现了待测量对反射信号光的波长编码调制。因此，通过实时监测反射波长的偏移量，再根据△nff，△Λ与待测量之间的线性关系，即可获得待测物理量的变化。
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