F-P標(biāo)準(zhǔn)具溫度特性對(duì)光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)精度的影響

姚國(guó)珍，李永倩

(華北電力大學(xué) 電子與通信工程系，河北 保定 071003)

引言

基于可調(diào)諧法布里-珀羅(Fabry-Perot, F-P)濾波器的光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)方法具有靈敏度高、解調(diào)范圍大[1]等特點(diǎn)，已成為人們研究的熱點(diǎn)[2-3]。為了消除F-P濾波器的溫度效應(yīng)、遲滯特性及蠕變特性[4-6]對(duì)解調(diào)精度的影響，通常采用熱穩(wěn)定F-P標(biāo)準(zhǔn)具[7]作為波長(zhǎng)參考來(lái)計(jì)算波長(zhǎng)，從而提高光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)的精度[8]。F-P標(biāo)準(zhǔn)具通常采用隔熱材料進(jìn)行封裝，但無(wú)法徹底消除溫度對(duì)其特性的影響[9-10]，當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí)，F(xiàn)-P標(biāo)準(zhǔn)具的透射峰會(huì)發(fā)生漂移。由于傳感光纖光柵的波長(zhǎng)值是依據(jù)F-P標(biāo)準(zhǔn)具的透射峰波長(zhǎng)得來(lái)的，所以F-P標(biāo)準(zhǔn)具透射峰的漂移會(huì)對(duì)光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)的精度產(chǎn)生影響。為了獲取F-P標(biāo)準(zhǔn)具溫度特性對(duì)光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)精度的影響程度，對(duì)由此產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了理論計(jì)算，并采用2種溫度穩(wěn)定性不同的F-P標(biāo)準(zhǔn)具進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

1 F-P標(biāo)準(zhǔn)具的應(yīng)用

1.1 光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)組成

基于F-P標(biāo)準(zhǔn)具的光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)框圖如圖1所示[8]。寬譜光源發(fā)出的光經(jīng)隔離器進(jìn)入可調(diào)諧F-P濾波器，可調(diào)諧F-P濾波器在三角波的驅(qū)動(dòng)下對(duì)寬譜光進(jìn)行掃描。可調(diào)諧F-P濾波器輸出的光經(jīng)耦合器后分為2路，一路經(jīng)環(huán)形器送入接有傳感光纖光柵的傳感通道，另一路送入接有F-P標(biāo)準(zhǔn)具和參考光柵的參考通道。環(huán)形器和參考通道輸出的光信號(hào)經(jīng)光電檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后送入數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)采集到的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、尋峰和波長(zhǎng)計(jì)算。……