[发明专利]基于F-P标准具和参考光栅的波长解调系统和方法

权利要求书

1.一种基于F-P标准具和参考光栅的波长解调系统，其特征在于，包括光源(1)，光源(1)依次通过光路与光隔离器(2)、可调谐F-P滤波器(3)和耦合器(4)相连接；所述耦合器(4)分别通过光路连接有F-P标准具(5)和光环形器(6)；所述F-P标准具(5)通过光路与第一光电探测器(7)相连接，所述第一光电探测器(7)依次通过导线与数据采集器(13)和PC机相连接；所述光环形器(6)通过光路分别连接有第二光电探测器(8)和第一参考光纤光栅(9)，所述第二光电探测器(8)通过导线与数据采集器(13)相连接；所述第一参考光纤光栅(9)依次通过光路与第二参考光纤光栅(10)和传感光纤光栅(11)相连接；所述PC机(12)通过导线连接有用于锯齿波信号扫描的数模转换器(14)；所述数模转换器(14)通过光路与可调谐F-P滤波器(3)相连接。

2.根据权利要求1所述的基于F-P标准具和参考光栅的波长解调系统，其特征在于，所述光源(1)为宽带光源；所述第一参考光纤光栅(9)和第二参考光纤光栅(10)为同种材质波长间隔为1nm的光栅；所述耦合器(4)为1×2(50∶50)型耦合器。

3.一种基于F-P标准具和参考光栅的波长解调方法，其特征在于，采用权利要求1所述的基于F-P标准具和参考光栅的波长解调系统，具体按照以下步骤实施：

步骤1、PC机(12)通过数模转换器(14)发出锯齿波扫描电压控制可调谐F-P滤波器(3)；

步骤2、数据采集器(13)对F-P标准具通道和传感光栅通道的光谱进行同步数据采集并传给PC机(12)；

步骤3、PC机分别对F-P标准具通道和传感光栅通道采集到的数据进行寻峰计算；

步骤4、PC机根据第一参考光栅(9)和第二参考光栅(10)的波长值和步骤3中的两通道的寻峰结果计算得到传感光栅的波长。

4.根据权利要求3所述的基于F-P标准具和参考光栅的波长解调方法，其特征在于，所述步骤2中F-P标准具通道和传感光栅通道的形成过程如下：光源(1)发出的光经隔离器(2)进入可调谐F-P滤波器(3)，可调谐F-P滤波器(3)出来的光从A端进入耦合器(4)并均分为两路，第一路光经B端从耦合器(4)出来，再进入F-P标准具(5)，然后进入第一光电探测器(7)，最后经数据采样器(13)送入PC机(12)形成F-P标准具通道；第二路光经C端从耦合器(4)出来，由D端进入光环形器后从E端出来，从E端出来的光经第一参考光栅(9)、第二参考光栅(10)和传感光栅(11)后的反射光由E端再次进入光环形器(6)并从F端射出光环形器(6)，然后进入第二光电探测器(8)，最后经数据采样器(13)送入PC机(12)形成传感光栅通道；采集到的数据为F-P标准具通道和传感光栅通道的光信号转换而成的具有相同包络的电信号，横坐标为采样时间，纵坐标为电压。

5.根据权利要求3所述的基于F-P标准具和参考光栅的波长解调方法，其特征在于，所述步骤3中的PC机(12)分别对F-P标准具通道和传感光栅通道采集到的数据进行寻峰计算具体为：将F-P标准具通道中寻得的各峰的横坐标存放在数组Peak0[]中；将传感光栅通道中寻得的各峰的横坐标存放在数组Peak1[]中，且数组Peak1[]中仅有3个元素，Peak1[1]表示第一参考光栅的峰值横坐标值，Peak1[2]表示第二参考光栅的峰值横坐标值，Peak1[3]表示传感光栅的峰值横坐标值。

6.根据权利要求3所述的基于F-P标准具和参考光栅的波长解调方法，其特征在于，所述步骤4具体按照以下步骤实施：

步骤4.1、求解F-P标准具通道和传感光栅通道两通道同步数据采集后F-P标准具通道中位于传感光栅通道中第一参考光栅和第二参考光栅之间的那个峰的波长值λ_m；

步骤4.2、求解两通道同步数据采集后F-P标准具通道中位于传感光栅通道中传感光栅左右两侧的两个峰的波长值λ_m+n和λ_m+n+1；

步骤4.3、计算传感光栅波长λ_FBG，并根据F-P标准具通道和传感光栅通道相关峰值坐标的位置关系对步骤4.1中的计算和步骤4.3中的计算进行优化。