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Speckle-based interrogation system for quasi-distributed weak fiber bragg gratings

Chinese Optics Letters 2023年第12期21卷 81-86页

作者：陶缙超梁芹李玥孟彦龙裘燕青周鹏威赵春柳康娟张先超蒋治国王乐李裔 College of Optical and Electronic Technology China Jiliang UniversityHangzhou 310018China Key Laboratory of Medical Electronics and Digital Health of Zhejiang Province Jiaxing UniversityJiaxing 314001China

A simple quasi-distributed fiber sensing interrogation system based on random speckles is proposed for weak fiber bragg gratings(WFBGs) in this work. Without using tunable lasers or spectrometers, a piece of multimode fiber is applied to interrogate the WFBGs relying on the wavelength sensitivity of speckles. Instead of the CCD sensor, an InGaAs quadrant detector serves as the receiver to capture the fast-changing speckle patterns. A supervised deep learning algorithm of the multilayer perceptron architecture is implemented to process speckle data and to interrogate temperature changes or dynamic strains. The proposed demodulation system is experimentally demonstrated for WFBGs with 0.1% *** experimental results demonstrate that the new system is capable of measuring temperature change with an accuracy of 1℃ and achieving dynamic frequency of 100 Hz. This speckle-based interrogation system paves a new way for distributed WFBGs sensing with a simple design.

关键词： weak fiber bragg gratings random speckles deep learning time-division-multiplexing

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