[发明专利]一种光电探测器的输入光功率的计算方法及系统

说明书

本发明提供光电探测器的输入光功率的计算方法及系统，计算方法包括获取光电探测器在接收干涉仪输出的预设的多个不同的干涉光信号时相应的多个输入光功率，以及与光电探测器相应产生的多个不同的交流电信号对应的多个频谱高频部分的平均值；根据多个输入光功率和多个频谱高频部分的平均值确定多组数据，建立输入光功率与频谱高频部分的平均值关系的拟合方程；获取本次与光电探测器产生的交流电信号对应的频谱高频部分的平均值，并根据拟合方程计算本次光电探测器的输入光功率。本发明通过与光电探测器产生的交流电信号对应的频谱高频部分的平均值与光电探测器的输入光功率的关系，可以低成本、简便地测定光电探测器的输入光功率。

技术领域

本发明涉及通信与传感领域，尤其涉及一种光电探测器的输入光功率的计算方法及系统。

背景技术

光纤传感技术是20世纪70年代末兴起的一种技术，与传统干涉仪相比，它具有频带宽，抗电磁干扰，灵敏度高，体积小，能与光纤链路兼容等优点。

然而，在光纤传感的很多工程应用中，为了对光电探测器的输出信号进行电路放大，需要对信号进行隔直处理。其中，相比交流信号，直流信号的放大倍数大大受限，因此可极大地扩展交流信号的可放大增益倍数。同时，很多数据采集系统对于交流电信号的适配性也更好。因此，为了监控光电探测器的输入光功率，很多数据采集系统需要对光电探测器的直流和交流分别进行单独采集，直流用来监控系统的输入光功率，交流用来进行电路运算处理。然而，这种采集方式不仅增加成本还增加系统的复杂度，因此，一种低成本的简便测定方法亟需发明。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种光电探测器的输入光功率的计算方法，能够简便地、无损地、非破坏性地利用光电探测器的交流信号频谱监测输入光电探测器的光功率。

具体地，本发明提供一种光电探测器的输入光功率的计算方法，该方法包括获取光电探测器在接收干涉仪输出的预设的多个不同的干涉光信号时相应的多个输入光功率，以及与所述光电探测器相应产生的多个不同的交流电信号对应的多个频谱高频部分的平均值；根据所述多个输入光功率和所述多个频谱高频部分的平均值确定多组数据，建立输入光功率与频谱高频部分的平均值关系的拟合方程；获取本次与所述光电探测器产生的交流电信号对应的频谱高频部分的平均值，并根据所述拟合方程计算本次所述光电探测器的输入光功率。

优选地，所述拟合方程为：y＝kx+b；其中，y为所述频谱高频部分的平均值，x为所述输入光功率，k、b为常数。

优选地，所述干涉仪是萨格纳克(Sagnac)干涉仪、马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪或者迈克尔逊(Michelson)干涉仪。

优选地，所述干涉仪是萨格纳克干涉仪，且所述萨格纳克干涉仪包括光纤耦合器，所述光纤耦合器的第一臂接收光源，所述光纤耦合器的第二臂和第三臂通过光纤熔接在一起形成环路，所述光纤耦合器的第四端与所述光电探测器相连，其中，所述光纤耦合器的第二臂接有延长线而比第三臂长。

优选地，所述光纤耦合器为3x3耦合器。

具体地，本发明还提供一种光电探测器的输入光功率的计算系统，该系统包括数据采集模块、拟合方程确定模块和实时光功率计算模块；所述数据采集模块用于获取光电探测器在接收干涉仪输出的预设的多个不同的干涉光信号时相应的多个输入光功率，以及与所述光电探测器相应产生的多个不同的交流电信号对应的多个频谱高频部分的平均值；所述拟合方程确定模块用于根据所述多个输入光功率和所述多个频谱高频部分的平均值确定多组数据，建立输入光功率与频谱高频部分的平均值关系的拟合方程；所述实时光功率计算模块用于获取本次与所述光电探测器产生的交流电信号对应的频谱高频部分的平均值，并根据所述拟合方程计算本次所述光电探测器的输入光功率。

优选地，所述拟合方程为：y＝kx+b；其中，y为所述频谱高频部分的平均值，x为所述输入光功率，k、b为常数。