[发明专利]解调相移光栅中心波长与相移量的方法、装置和系统

说明书

本发明属于光纤传感领域，尤其涉及一种解调相移光栅中心波长与相移量的方法、装置和系统。本发明所提供的同时解调相移光栅中心波长与相移量的方法或装置，利用待解调相移光栅的反射谱数据进行计算，以得到所述待解调相移光栅的中心波长以及相移量，从而解决了无法有效的对相移光栅中心波长及相移量的大小进行解调的问题，进而可以利用该中心波长与相移量对外界物理量变化的响应差异进行传感应用。

技术领域

本发明属于光纤传感领域，尤其涉及一种解调相移光栅中心波长与相移量的方法、装置和系统。

背景技术

相移光纤光栅是一种非均匀光纤光栅，通过在均匀光栅轴向折射率调制中引入相位突变形成的特殊光栅。近年来，相移光纤光栅在窄带滤波器、光纤激光器、光纤传感等领域都得到了广泛研究和应用。现有的研究只是分析相移量大小、相移位置对光栅反射谱的影响，但是反过来由相移光栅反射谱反推相移光栅中心波长、相移量大小却未有人深入研究。

在相移光纤光栅的反射谱中会出现一个或者多个线宽极窄的透射窗口，由于窄带透射窗口的存在，无法直观得到相移光栅中心波长、相移光栅相移量的大小。因此，目前的方法无法有效的对解调相移光纤中心波长及相移量的大小进行解调。

发明内容

本发明提供了一种解调相移光栅中心波长与相移量的方法、装置和系统，旨在解决无法有效的对相移光栅中心波长及相移量的大小进行解调的问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，本发明提供了一种解调相移光栅中心波长与相移量的方法，所述方法包括：

步骤A：利用寻峰算法对待解调相移光栅的反射谱数据进行计算，得到所述待解调相移光栅的反射谱数据中各反射峰峰值波长；

步骤B：利用比较算法对所述待解调相移光栅的反射谱数据中各反射峰峰值波长进行计算，得到所述待解调相移光栅的反射谱数据中反射率最大峰峰值波长与反射率次大峰峰值波长之间的窄带透射峰的反射率最小值对应的波长；

步骤C：利用截波算法，从所述待解调相移光栅的反射谱数据中，移除所述反射率最大峰峰值波长与反射率次大峰峰值波长之间的窄带透射峰的光谱数据，以得到截波后的待解调相移光栅的反射谱数据；

步骤D：利用数据拟合算法，对所述截波后的待解调相移光栅的反射谱数据进行数据拟合以得到预设参数的值；

步骤E：将所述预设参数的值分别带入预设的中心波长计算公式和预设的3dB带宽计算公式中进行计算，以得到所述待解调相移光栅的中心波长和3dB带宽；

步骤F：基于所述窄带透射峰的反射率最小值对应的波长、所述待解调相移光栅的中心波长和3dB带宽，进行相移量分析以得到所述待解调相移光栅的相移量。

进一步地，当所述步骤D中，所述数据拟合算法采用二次函数拟合算法时，则所述步骤E之前还包括：

若在所述截波后的待解调相移光栅的反射谱数据中，反射率最大峰峰值波长λa大于反射率次大峰峰值波长λb时，则由所述反射率次大峰峰值波长λb在反射谱中向左寻找第一个反射率极小值点的对应波长λx，由所述反射率最大峰峰值波长λa在反射谱中向右寻找第一个反射率极小值点的对应波长λy；

若在所述截波后的待解调相移光栅的反射谱数据中，所述反射率最大峰峰值波长λa小于所述反射率次大峰峰值波长λb时，则由所述反射率最大峰峰值波长λa在反射谱中向左寻找第一个反射率极小值点的对应波长λx，由所述反射率次大峰峰值波长λb在反射谱中向右寻找第一个反射率极小值点的对应波长λy；

移除所述截波后的待解调相移光栅的反射谱数据中波长值小于λx的光谱数据，移除所述截波后的待解调相移光栅的反射谱数据中波长值大于λy的光谱数据，将余下的光谱数据作为优化截波后的待解调相移光栅的反射谱数据。

进一步地，若所述数据拟合算法为二次函数拟合算法，则所述步骤D具体包括：