3.4 XPM解调法
XPM是指由不同波长、传输方向或偏振态的光波共同传输时,一种光场引起另一种光场的非线性相移。非线性光学介质中,XPM可表现为其折射率对光强的依赖关系。
由两个光纤耦合器及一定长度的光纤串联构成一个全光纤M—Z干涉仪。如图四所示:

M-Z干涉仪的输出端口的光强为:

其中
,分别为两臂的光振幅衰减系数,
为两臂的相位差。
由两部分决定:XPM引入的非线性相移和两臂的光程差引入的相移。
I. XPM产生的非线性相移:
II.两臂光程差产生的相移:
得:
由上式可得如下结论:
I.信号光在两个输出端口的光强分布取决于信号光的波长
和对信号光产生交叉相位调制的辅助光的强度
。
II.信号光在两个输出端口的光强分布随
呈余弦变化,且在
时光强随波长变化灵敏度最高,
时灵敏度为零。
式中
和
是未知量且存在一一对应关系,因此当反馈网络调整至两输出臂光强相等时,CPU通过辅助光强度可计算出FBG的中心波长,并显示给液晶显示屏或发送到PC机。
4 总结
自光纤光栅(FBG) 出现以来,光纤光栅传感技术得到了快速发展,并逐渐应用到民用工程领域。解调技术是光纤光栅传感系统的关键,直接决定了传感系统的性能,人们发展了许多用于波长编码的解调技术,可降低成本,方便快捷。本文就已有的光纤光栅传感器解调技术进行了总结,其中干涉法解调方案,以其分辨率高、易于实现多路解调、结构相对简单等优点,故此方案被广泛应用于光纤光栅波长移位的检测中。
张锦龙(1977.5—),男,在读博士,讲师,河南开封人,现就读于北京邮电大学电子工程学院,主要从事光纤传感、光纤通信方面的研究,感兴趣的方向有:光纤光栅传感、光放大、光交换。