1.一种基于级联长周期光纤光栅的分布式复用解调系统,包括宽带光源(1)、光纤耦合器(2)、级联长周期光纤光栅传感器(3)、光纤耦合器(4)、起偏器(5)、双折射晶体光楔(6)、检偏器(7)、线阵CCD(8)和数据存储与处理设备(9),其特征在于:所述宽带光源(1)与光纤耦合器(2)的端口光信号相连接,所述光纤耦合器(2)与至少2个级联长周期光纤光栅传感器(3)相连,所述级联长周期光纤光栅传感器(3)与光纤耦合器(4)通过光信号连接,所述光纤耦合器(4)的另一接口与起偏器(5)的输入端光连接,所述起偏器(5)的输出光信号穿过双折射晶体光楔(6)到达检偏器(7),所述光信号经过检偏器(7)达到线阵CCD(8),所述线阵CCD(8)和数据存储与处理设备(9)相连;
所述级联长周期光纤光栅传感器(3)中的两个长周期光纤光栅完全相同,但两个长周期光纤光栅之间的距离不同,在长周期光纤光栅后较短的光纤距离内设置另一个相同的长周期光纤光栅,在光纤包层传播的光波会被这个长周期光纤光栅反耦合回光纤芯层,并与从光纤芯层直接传播的那部分残余光波进行干涉,其中一条级联长周期光纤光栅传感器的光路为参考臂,其余包含级联长周期光纤光栅传感器的光路皆用作传感臂,光波经过级联长周期光纤光栅传感器(3)的两臂引入的相位差表示为:其中 表示光纤对应芯层导模的有效折射率, 表示第j阶包层模的有效折射率,lc-c,j表示光栅中心距;
设进入每个级联长周期光纤光栅传感器前的光强为I0,则从级联长周期光纤光栅传感器传出后的光强为I1;
τ0表示长周期光纤光栅芯层的透射系数,τj表示长周期光纤光栅第LP0j阶包层模的透射系数;
预设不同的级联长周期光纤光栅传感器(3)中的光纤光栅间距离不同,则每个传感器中的光信号引入的光程差不同;
在解调模块中依次通过起偏器、双折射晶体光楔和检偏器,经过起偏器的线偏振光垂直入射双折射晶体的理想情况下,O光和E光在双折射晶体内的几何路径相同,但折射率不同,这就导致双折射晶体内O光和E光走过的光程不同,产生一个相位差n0表示双折射晶体中O光折射率与E光折射率差值的绝对值,用光源中心波长处对应的折射率差值来表示,d表示双折射光楔的厚度;
当双折射光楔引起的光程差和级联长周期光纤光栅传感器引起的光程差相匹配时,会在线阵CCD相应的局部区域产生明显的低相干干涉条纹,产生的干涉条纹的光强为I2;
光信号通过双折射光楔形成空间低相干干涉条纹并被线阵CCD接收,CCD将接收到的信号输出至信号处理系统,由信号处理系统对干涉条纹信号进行解调。
2.根据权利要求1所述的一种基于级联长周期光纤光栅的分布式复用解调系统,其特征在于:所述宽带光源(1)的中心波长位置1565nm,光谱范围为60nm,覆盖长周期光纤光栅传感器的谐振损耗峰的带宽。
3.根据权利要求1所述的一种基于级联长周期光纤光栅的分布式复用解调系统,其特征在于:所述级联长周期光纤光栅传感器(3)的光栅由两个耦合强度3dB的相同的长周期光纤光栅组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于级联长周期光纤光栅的分布式复用解调系统,其特征在于:所述起偏器(5)和检偏器(7)的偏振轴向均与底面成45°夹角,在光源的中心波长处,起偏器(5)与检偏器(7)使用的晶体的折射率差为10-2。