[发明专利]多光源协同的光栅阵列光纤相位解调系统及方法

权利要求书

1.一种多光源协同的光栅阵列光纤相位解调系统，其特征在于：它包括信号处理模块、光纤合束器、光纤环形器、光电转换模块、光栅阵列传感光纤和三个脉冲调制模块，其中，三个脉冲调制模块用于分别在信号处理模块的控制下将相应的连续光信号调制为对应的三组脉冲光信号，第二组脉冲光信号滞后第一组脉冲光信号第一预设时间，第三组脉冲光信号滞后第一组脉冲光信号第二预设时间，每组脉冲光信号在一个周期内具有时延的前后两束脉冲光信号；

光纤合束器用于将三组脉冲光信号合为脉冲光信号串；

光纤环形器用于将脉冲光信号串输入至光栅阵列传感光纤，脉冲光信号串中每个脉冲遇到光栅阵列传感光纤中的各个光栅均发生反射，光栅阵列传感光纤的反射脉冲光信号串经过光纤环形器，输送到光电转换模块，并由光电转换模块进行光电转换得到对应的各个传感电信号；其中光栅阵列传感光纤中相邻两个光栅的前一个光栅反射的每组脉冲光信号中第二束脉冲光信号与相邻两个光栅的后一个光栅反射的每组脉冲光信号中对应的第一束脉冲光信号发生干涉，产生对应的传感电信号；

信号处理模块用于对光电转换模块输出的各个传感电信号进行相位解调处理。

2.根据权利要求1所述的多光源协同的光栅阵列光纤相位解调系统，其特征在于：它还包括光纤放大器，所述光纤放大器用于将脉冲光信号串进行放大，放大后的脉冲光信号串由光纤环形器输入至光栅阵列传感光纤。

3.根据权利要求1所述的多光源协同的光栅阵列光纤相位解调系统，其特征在于：每组脉冲光信号在一个周期内的前后两束脉冲光信号具有时延tp，每束脉冲光信号的脉宽均为tw，第二组脉冲光信号滞后第一组脉冲光信号t1时间，第三组脉冲光信号滞后第一组脉冲光信号第二预设时间t2时间，t2＞t1，第一组脉冲光信号、第二组脉冲光信号和第三组脉冲光信号的波长分别为λ1、λ2、λ3。

4.根据权利要求3所述的多光源协同的光栅阵列光纤相位解调系统，其特征在于：所述时延tp＝2n_effd/c，其中n_eff为光栅阵列传感光纤的纤芯折射率，c为光在真空中的传播速度，d为光栅阵列传感光纤中相邻光栅的间距；0twtp/3；twt1tp-2tw；tw+t1t2tp-tw。

5.根据权利要求1所述的多光源协同的光栅阵列光纤相位解调系统，其特征在于：所述脉冲光信号串表示为p11、p21、p31、p12、p22、p32，其中，p11表示第1组脉冲光信号中第1个脉冲，p21表示第2组脉冲光信号中第1个脉冲，p31表示第3组脉冲光信号中第1个脉冲，p12表示第1组脉冲光信号中第2个脉冲，p22表示第2组脉冲光信号中第2个脉冲，p32表示第3组脉冲光信号中第2个脉冲，脉冲光信号串经过光纤放大器放大后通过光纤环形器输入至光栅阵列传感光纤，脉冲光信号串中每个脉冲遇到光栅阵列传感光纤中的每个光栅均会发生反射，光栅阵列传感光纤中相邻光栅反射的对应序号的脉冲信号时延为tp。

6.根据权利要求5所述的多光源协同的光栅阵列光纤相位解调系统，其特征在于：

光栅阵列传感光纤中相邻两个光栅的前一个光栅反射的每组脉冲光信号中第二束脉冲光信号与相邻两个光栅的后一个光栅反射的每组脉冲光信号中对应的第一束脉冲光信号发生干涉可表示为：

对于第一组脉冲光信号，前一个光栅对脉冲p12的反射脉冲光信号与后一个光栅对脉冲p11的反射脉冲光信号同时到达光电转换模块发生干涉；

对于第二组脉冲光信号，前一个光栅对脉冲p22的反射脉冲光信号与后一个光栅对脉冲p21的反射脉冲光信号同时到达光电转换模块发生干涉；

对于第三组脉冲光信号，前一个光栅对脉冲p32的反射脉冲光信号与后一个光栅对脉冲p31的反射脉冲光信号同时到达光电转换模块发生干涉。