提出超聲以矩形脈沖波的形式軸向導入光纖光柵,分析超聲脈沖作用于光纖光柵的機理;在此基礎上,設計超聲脈沖發(fā)生電路以及超聲換能器,用高電壓脈沖驅動堆棧式壓電陶瓷產(chǎn)生沿光纖軸向的壓縮脈沖,并通過符合聲阻抗匹配的鋁錐結構將脈沖幅值放大,高效地耦合進光纖光柵;采用CCD成像法高速采集光纖光柵在時域上的動態(tài)反射光譜,分析其時域上的光譜變化規(guī)律。結果表明:超聲脈沖波長遠大于光纖光柵長度時,超聲脈沖導入的光纖光柵可有效搬移光譜,在脈沖作用時刻中心波長發(fā)生漂移。為超聲脈沖與波分復用解調(diào)技術相結合提供參考。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020,50(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

超聲脈沖作用與FBG

當超聲脈沖導入FBG后,為了實時捕捉FBG反射光譜的變化規(guī)律,需要高速采集時域上連續(xù)的光譜信息。光譜采集系統(tǒng)如圖2所示,由256個像素點的Ibsen線陣CCD解調(diào)模塊,耦合器,寬帶光源,以及AD轉換信號處理單元。利用線陣CCD解調(diào)模塊對FBG反射光進行兩級衍射分光、反射、準直,完成反射光信號從頻域空間域的轉換,空間光的位置由波長決定,形成一定順序的均勻光譜垂直照射于線陣InGaAs光敏感元上,實現(xiàn)光強值到電壓值的轉換[11]。線陣CCD光敏感元輸出的模擬信號通過數(shù)據(jù)采集模塊進行高速AD轉換,并將轉換后的光強數(shù)字信號以用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)傳輸并儲于計算機。通常FBG的反射譜的形狀可以表示為高斯型曲線,其表達式為[12]:

高斯光譜擬合

【參考文獻】：
期刊論文
[1]寬帶FBG與自相關算法提高CCD解調(diào)精度的研究[J]. 魏鈺柏,劉鋒,劉佳,祝連慶.  激光與紅外. 2018(01)
[2]基于光纖光柵的沖擊激勵聲發(fā)射響應機理與定位方法研究[J]. 張法業(yè),姜明順,隋青美,呂珊珊,賈磊.  物理學報. 2017(07)
[3]基于光纖光柵傳感的金屬薄板超聲探測[J]. 鄭艷,余有龍,梅鈺潔,李慧.  光子學報. 2016(05)
[4]基于FBGA光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的實時校準方法[J]. 張登攀,王瑨,王永杰.  激光與紅外. 2015(07)
[5]光纖光柵技術綜述[J]. 李堯,趙鴻,朱辰,于繼承,張大勇,周壽桓.  激光與紅外. 2006(S1)



本文編號：3350332