• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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连续测量爆轰波和冲击波波阵面位置的波长-时间映射型光纤光栅传感器技术
邓向阳, 罗振雄, 刘寿先, 蒙建华, 田建华, 何莉华
2019, 39(3): 034101. doi: 10.11883/bzycj-2017-0416
针对强度型线性啁啾光纤布拉格光栅(LCFBG)传感器测量爆轰波、冲击波波阵面位置时不仅需要LCFBG被完全破坏,而且需要其反射长波长处先于短波长处被破坏的缺点,建立了一种波长-时间映射型LCFBG传感器技术。该技术通过高重频、锁模飞秒激光器和色散光纤将爆轰波、冲击波作用下LCFBG的瞬态反射谱,转为相同形状的脉冲信号,然后根据该脉冲信号的3 dB时宽计算出LCFBG的长度,即为爆轰波、冲击波波阵面位置。对波长-时间映射型LCFBG传感器的时间分辨本领、波阵面位置的相对测量不确定度进行了分析,得出它们的值分别为10 ns和1.7%;针对波长-时间映射型LCFBG传感器,提出了一种二维时间映射数据处理方法,将脉冲信号的一维时间映射为二维时间,从而将脉冲信号转换为二维图形,再通过一系列变换,就可获得爆轰波、冲击波波阵面位置的二维图形。为验证该技术的有效性,用波长-时间映射型LCFBG传感器测量了JB-9014炸药的爆轰波波阵面位置,对位置曲线进行线性拟合得到的爆轰波速度为7.58 km/s,与电探针测量值7.63 km/s能很好地吻合,相对偏差小于1%。
关键词: 线性啁啾光纤布拉格光栅, 高重频锁模激光器, 波长-时间映射, 啁啾率, 反射谱