[发明专利]超长量程光纤光栅传感器解调装置

权利要求书

1、一种超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于，该结构包括：

一输入波导，输入光信号通过耦合方式通过输入波导将光信号引入光纤光栅传感器解调装置中；

一Y分支波导，该Y分支波导的输入端与输入波导相连接；Y分支波导是将输入波导中的输入光信号分为两部分并分别传递到马赫-曾德型耦合波导器件及阵列波导光栅型器件中；

一马赫-曾德型耦合波导器件，该马赫-曾德型耦合波导器件的输入端与Y分支波导的一个输出分支臂相连接，该马赫-曾德型耦合波导器件通过马赫-曾德型耦合波导级联的方式实现，其各输出端口的光谱相应为一顶部平坦的相应曲线，其是解调出输入光信号的光波长所在范围区间；

一阵列波导光栅型器件，该阵列波导光栅型器件由输入端、平板波导、阵列波导光栅及输出波导组成，其是解调出输入光信号的准确光波长；该阵列波导光栅型器件的输入端与Y分支波导的另一个输出分支臂相连接；

一探测器阵列，该探测器阵列与马赫-曾德型耦合波导器件输出端波导相连接，用于接收马赫-曾德型耦合波导器件输出的光信号，判断出马赫-曾德型耦合波导器件中哪个输出端有光信号输出，进而判断出光信号所在波长范围区间；

一探测器阵列，该探测器阵列与阵列波导光栅型器件输出端波导相连接，用于接收阵列波导光栅型器件输出的光信号，判断出阵列波导光栅型器件中哪个输出端有光信号输出，进而判断出光信号的准确光波长；

上述各组成部分在一片衬底材料上集成，以增加集成度、减小器件尺寸、并实现超长量程、高精度的光纤光栅传感器解调。

2、根据权利要求1所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中制作该装置的衬底材料是SOI材料、硅材料或III-V族材料。

3、根据权利要求1所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中Y分支波导的作用是将一束输入光分成主要和参考两束光，可以通过多模干涉耦合器或耦合波导结构替代Y分支波导结构，实现分光作用。

4、根据权利要求1所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中马赫-曾德型耦合波导器件的输出端口为1个以上，以实现光纤光栅传感器解调装置的量程扩展功能。

5、根据权利要求1或4所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中马赫-曾德型耦合波导器件的各输出端保持等间距，且与探测器阵列保持等间距。

6、根据权利要求1或4所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中马赫-曾德型耦合波导器件的各输出端各通道的光谱响应曲线具有重合部分。

7、根据权利要求1所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中阵列波导光栅器件，其各输出端保持等间距，且与探测器阵列保持等间距。

8、根据权利要求1或7所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中阵列波导光栅器件的自由光谱区严格等于阵列波导光栅器件的通道数乘以通道波长间隔。

9、根据权利要求1所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中马赫-曾德型耦合波导器件的输出通道间隔大于阵列波导光栅器件的自由光谱区。

10、根据权利要求1所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中探测器阵列器件采用Si、GeSi或III-V族材料制成。

11、根据权利要求1所述的超长量程光纤光栅传感器解调装置，其特征在于：其中探测器阵列器件采用Si、GeSi或III-V族材料制成。