[发明专利]一种基于宽带可调谐光源的光纤光栅波长解调装置

权利要求书

1.一种基于宽带可调谐光源的光纤光栅波长解调装置，其特征在于：包括宽带可调谐光源模块（1）、光源驱动控制模块（2）、分路器（3）、参考光路模块（4）、传感光路模块（5）、光电转换模块（6）、数据处理模块（7）、主控单元（8）和通信接口模块（9）；

光源驱动控制模块（2）在主控单元（8）的控制下，驱动宽带可调谐光源模块（1）产生光信号，宽带可调谐光源模块（1）输出的光信号经过分路器（3）后进入参考光路模块（4）和传感光路模块（5），之后分别输出相应参考光信号以及待测传感器光信号；光电转换模块（6）将所述相应参考光信号以及待测传感器光信号转变为电信号经由通信接口模块（9）传送至数据处理模块（7）进行数据拟合和标定，实现波长的解调，得到待测传感器的波长；

宽带可调谐光源模块（1）包括半导体光放大器（12）、光隔离器（13）、光耦合器（14）、F-P滤波器（15）以及带通滤波器（16）；

半导体光放大器（12）在光源驱动控制模块（2）的驱动下，产生光信号后通过光隔离器（13）进行单向传输，送入光耦合器（14）中，光耦合器（14）将光信号分为两路，一路送入F-P滤波器（15）中进行宽带光信号和窄带光信号的转换，另一路作为宽带可调谐光源模块（1）的输出；

所述窄带光信号通过光隔离器（13）进行单向传输，送入带通滤波器（16）滤除杂波，之后再将光信号送入半导体光放大器（12）形成环状结构，经过若干循环，半导体光放大器（12）的内部达到稳定状态，此时宽带可调谐光源模块（1）的输出宽带扫频光信号；

所述光耦合器（14）的分光比为30/70，30％的光信号作为所述宽带可调谐光源模块（1）的输出；

所述半导体光放大器（12）的工作波长范围为1450nm~1600nm，所述F-P滤波器（12）自由光谱范围为1500nm~1600nm，3dB带宽为0.16nm，最大调谐频率达1kHz；

F-P滤波器（12）输出是双峰，有一个峰的波长在工作波长之外，该峰会降低相应波长范围的光功率，所述带通滤波器（16）输出波长范围与宽带可调谐光源模块（1）的输出信号波长范围相同，均为1510~1590nm；宽带可调谐光源模块（1）的输出信号波长范围为1510~1590nm，光源输出最大光功率与最小光功率之差为2dBm，信噪比50dB；

参考光路模块（4）包括气室（20）、标准具（21）和标准光栅（22），其中气室的气体为乙炔，标准具（21）用于标定被测传感器的波长，气室（20）用于校准标准具（21）光信号的温度漂移，标准光栅（22）用于校准F-P滤波器（15）的输出信号波长误差；

分路器（7）将所述宽带可调谐光源模块（1）输出的光信号分成两部分，共八路信号，即光信号1~8；光信号1输入到所述标准具（21），输出标准的梳状光谱，经所述光电转换模块（6）输出相应电信号；光信号2输入到所述乙炔气室（20），输出的光谱经所述光电转换模块（6）输出相应电信号；光信号3输入到所述标准光栅（22），输出单峰光谱，经所述光电转换模块（6）输出相应电信号；光信号4直接输入到所述光电转换模块（6）输出相应电信号；光信号5~8输入到传感光路模块（5）中的待测光栅传感器，输出的光信号经所述光电转换模块（6）转化后输出相应电信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于宽带可调谐光源的光纤光栅波长解调装置，其特征在于：光源驱动控制模块（2）包括恒温电路（17）、恒流电路（18）和F-P滤波器驱动电路（19）；

所述恒温电路（17）和恒流电路（18）控制半导体光放大器（12）工作在恒温恒流状态，所述F-P滤波器驱动电路（19）使所述F-P滤波器（15）输出可调谐的窄带光信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于宽带可调谐光源的光纤光栅波长解调装置，其特征在于：所述F-P滤波器驱动电路（19）包括数模转换电路、四阶巴特沃斯低通滤波电路和信号放大电路；

主控单元（8）发送的控制信号经过数模转换电路转换为模拟信号，再依次经过四阶巴特沃斯低通滤波电路和信号放大电路后，生成三角波信号并发送给F-P滤波器（15）。