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基于液体热光效应的FBG温度补偿方法
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]西安石油大学陕西省光电传感测井重点实验室,陕西西安710065, [2]西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(60727004)、陕西省自然科学基础研究计划(2013JM8032)和陕西省教育厅专项科研计划(12JK0683)资助项目
中文摘要:

为了降低光纤布拉格光栅(FBG)中心波长对温度变化的敏感度,提出了一种FBG温度补偿新方法。用石英玻璃管对栅区包层被部分腐蚀的FBG进行罐状封装,内部填充具有一定折射率和负热光系数的液体以充当环境包层。利用液体包层热光效应影响FBG中心波长紫移的特性补偿光纤热膨胀和热光效应产生的红移特性,提高了FBG中心波长的温度稳定性,并且在25~55℃的局部温度范围内获得了0.0022nm/℃的温度系数,使FBG中心波长的温度稳定性提高了近5倍,验证了方法的可行性。理论与实验研究表明,通过减小FBG包层厚度或选择具有较大折射率和热光系数的封装液体,可进一步提高封装后的FBG的温度稳定性。这种温度补偿方法简单可行,避免了胶粘材料封装固化过程中的光栅啁啾,拓展了FBG在光纤传感和通信中的功能化应用。

英文摘要:

In order to reduce the sensitivity of wavelength-temperature dependence for fiber Bragg grating (FBG) ,we demonstrate an innovative temperature compensation method. Through packaging a thinner silica-cladding FBG with a quartz glass tube, in which the liquid with certain refractive index and negative thermo-optic coefficient, acting as ambient cladding, is filled, the temperature stability of Bragg wavelength shift is enhanced by utilizing the characteristic of Bragg wavelength blue shift,which is caused by the thermo-optic effect of ambient cladding liquid, to compensate the wavelength red shift resulting from the thermal expansion of fiber and its thermo-optic effect. In the temperature range from 25 ℃ to 55 ℃, the coefficient of 0. 002 2 nm/℃ is achieved, which means the temperature insensitivity is enhanced by more than 5 times and the feasibility of this kind of temperature compensation method is verified simultaneously. Further theoretical and experimental researches also demonstrate that the temperature stability of Bragg wavelength can be enhanced through decreasing the silica-cladding thickness or selecting the liquid with larger refractive index and thermo-optic coefficient. Compared with the conventional compensation method,the innovative method is easy to operate and avoids the chirps of FBG in packaging and curing process,which will supply guides for the functional applications of FBG in fiber sensing and communications.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551