[發(fā)明專利]基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法

有效

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• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106840224B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江虹;王新遠(yuǎn);王奉宇;李進(jìn);邵向鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 鞠傳龍

本發(fā)明公開了一種基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法，系統(tǒng)包括有寬帶光源、隔離器、光耦合器、光開關(guān)、偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機(jī)，其中寬帶光源、隔離器、光耦合器和光開關(guān)依次相連，偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機(jī)依次相連，光耦合器還與電吸收調(diào)制器相連接，上位機(jī)還分別與偏壓發(fā)生器和光開關(guān)相連接，上位機(jī)控制偏壓發(fā)生器與光開關(guān)的工作。方法為：步驟一、將寬帶光源發(fā)出的光進(jìn)入?yún)⒖糉BG；步驟二、將光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳給上位機(jī)；步驟三、上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并計算出傳感通道的光柵波長與波峰位置。有益效果：解調(diào)速度高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，人機(jī)交互性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法，特別涉及一種基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法。

背景技術(shù)

目前，光纖布拉格光柵(FBG)是一種能感測應(yīng)變、溫度、壓力、磁場等多種物理參量的光無源器件，具有體積小、成本低、靈敏度高、防水、防電、防雷擊、防腐蝕、可靠性強(qiáng)等特點，在傳感領(lǐng)域已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。光纖光柵傳感器屬于波長調(diào)制型光纖傳感器，它是通過對光線內(nèi)部寫入的光柵反射或透射波長的光譜檢測，實現(xiàn)對被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和溫度等量值的絕對測量。目前，對光纖光柵波長進(jìn)行解調(diào)的方法主要有光譜儀檢測法、匹配光柵法、邊緣濾波法、可調(diào)諧Fabry-Perot濾波法、非平衡M-Z光纖干涉儀法、邁克爾遜干涉儀解調(diào)法、波長掃描光纖激光器解調(diào)法等。

電吸收調(diào)制器(電吸收調(diào)制器)具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、高速、低惆啾、易于集成、強(qiáng)非線性吸收特性等優(yōu)點,作為現(xiàn)代通信技術(shù)的關(guān)鍵器件之一,電吸收調(diào)制器的應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大,不僅可以與半導(dǎo)體激光器集成形成高速穩(wěn)定的光源模塊,在高速波分復(fù)用(WDM)技術(shù)及光時分復(fù)用(OTDM)也得到了廣泛的應(yīng)用,基于電吸收調(diào)制器波長轉(zhuǎn)換及時鐘提取、信號再生等技術(shù)也已實現(xiàn)。因此,電吸收調(diào)制器的應(yīng)用與發(fā)展己取得了令人矚目的成果,并成為現(xiàn)代光通信技術(shù)及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)低成本、高精度的解調(diào)而提供的一種基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法。

本發(fā)明提供的基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)包括有寬帶光源、隔離器、光耦合器、光開關(guān)、偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機(jī)，其中寬帶光源、隔離器、光耦合器和光開關(guān)依次相連，偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機(jī)依次相連，光耦合器還與電吸收調(diào)制器相連接，上位機(jī)還分別與偏壓發(fā)生器和光開關(guān)相連接，上位機(jī)控制偏壓發(fā)生器與光開關(guān)的工作。

光開關(guān)分別連接有一個參考FBG和一個傳感FBG，光開關(guān)將傳感FBG和參考FBG接入電路。

光耦合器選用理論分光比為50:50的光耦合器。

偏壓發(fā)生器由上位機(jī)控制為電吸收調(diào)制器提供零到電吸收調(diào)制器額定電壓的連續(xù)線性電壓，電吸收調(diào)制器將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號，電吸收調(diào)制器為多重量子阱電吸收調(diào)制器，具有低驅(qū)動電壓和高消光比的特性，偏壓發(fā)生器為直流偏壓發(fā)生器，輸出的偏壓幅值為0-100V。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一個信號轉(zhuǎn)換電路以及一個高精度的模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換電路，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將電流信號轉(zhuǎn)換為放大電壓信號，并通過模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換電路將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送給上位機(jī)。

寬帶光源、隔離器、光耦合器、光開關(guān)、偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機(jī)均為現(xiàn)有設(shè)備的組裝，因此，具體型號和規(guī)格沒有進(jìn)一步進(jìn)行贅述。

本發(fā)明提供的基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)的尋峰方法，其方法如下所述：

步驟一、將寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)隔離器、光耦合器，然后在光開關(guān)的控制下首先進(jìn)入?yún)⒖糉BG；