[发明专利]基于傅立叶域锁模激光器的光纤光栅复用解调方法及设备

摘要

本发明涉及了一种光纤光栅复用解调方法和设备。本发明中光放大器的自发荧光经过光隔离器、可调谐滤波器进入光环形器，再进入由多个光纤光栅组串联而成的光纤光栅传感网络，被各个光纤光栅反射，反射光进入光环形器后进入光纤耦合器，由功率大分比输出端进入光放大器，以此往复，获得了谐振激光的输出，部分谐振激光由光纤耦合器的功率小分比输出端输出。将信号发生器的输出三角波的频率分别调整到各个光纤光栅组对应的三角波的频率，数据采集卡获得谐振激光的输出信号，通过测量两个脉冲之间的时间间隔变化量得出对应光纤光栅的中心波长漂移量。本发明根据测量的时域脉冲时间间隔来确定光纤光栅的波长漂移量，具有成本低廉的优点，适合集成化、仪器化和网络化。

主权项

1、基于傅立叶域锁模激光器的光纤光栅复用解调方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)光放大器的自发荧光经过光隔离器、可调谐滤波器通过光环形器的第一端口进入光环形器，由光环形器的第二端口进入由多个光纤光栅组串联而成的光纤光栅传感网络，每个光纤光栅组由多个不同中心波长的光纤光栅串联而成；自发荧光被光纤光栅传感网络的各个光纤光栅反射，反射光通过光环形器的第二端口进入光环形器，由光环形器的第三端口进入三端口光纤耦合器，再由三端口光纤耦合器的功率大分比输出端输出，进入光放大器；以此往复，处于傅立叶锁模工作状态，获得了谐振激光的输出，部分谐振激光由三端口光纤耦合器的功率小分比输出端输出，进入光电探头；(2)根据第i个光纤光栅组反馈形成的谐振腔腔长Mi确定驱动可调谐滤波器的器的信号发生器的输出三角波的频率fi Mi＝L0+2(L1+L2+...+Li)其中，L0为光放大器、光耦合器、光隔离器、光环形器、可调谐滤波器连接形成环形结构的总长度，L1为第一个光纤光栅组与光环形器之间光纤的长度，L2、…Li分别为第二个光纤光栅组与第一个光纤光栅组之间光纤的长度、…第i个光纤光栅组与第i-1个光纤光栅组之间光纤的长度；fi＝c/(nMi)其中c为真空光速，n为光纤有效折射率；(3)将驱动可调谐滤波器的器的信号发生器的输出三角波的频率分别调整到各个光纤光栅组对应的三角波的频率fi；数据采集卡通过光电探头获得谐振激光的输出信号；(4)第i个光纤光栅组中的每个光纤光栅对应谐振激光输出信号在可调谐滤波器的一个扫描周期内出现两个脉冲，两个脉冲之间的时间间隔变化量Δt与光纤光栅波长漂移量Δλ的关系为：$\mathrm{\Delta \lambda }=\mathrm{\Delta tW}{f}_i=\frac{\mathrm{Wc\Delta t}}{n(L_0+2(L_1+L_2+...+L_i))}---\left(1\right)其中w为可调谐滤波器扫描范围，测量两个脉冲之间的时间间隔变化量\Delta t，由式(1)得出对应光纤光栅的中心波长漂移量。$