[發明專利]基于FPGA的光纖光柵解調系統以及光纖系統

在審

• 申請號: 202010072286.X
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111121840A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 袁楷峰;楊戩;劉國特;陳廣義;周春輝
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 蔡偉杰

本發明公開了基于FPGA的光纖光柵解調系統以及光纖系統，光纖光柵解調系統包括FPGA控制模塊、數模轉換模塊、放大電路模塊、可調光纖F?P濾波器、光電探測器、光電轉換電路模塊以及模數轉換模塊，光纖光柵中的光信號通過可調光纖F?P濾波器傳輸至光電探測器，FPGA控制模塊通過數模轉換模塊向放大電路模塊傳輸鋸齒波驅動信號。本發明在運行過程中，FPGA控制模塊向可調光纖F?P濾波器傳輸鋸齒波驅動信號，該鋸齒波驅動信號作用在可調光纖F?P濾波器的壓電器件上，從而令壓電器件周期性的縮放，當光纖光柵的反射波長和可調光纖F?P濾波器的透射波長大小一致時，就會產生最大峰值，最后利用光電探測器實現對峰值的檢測，有效地提高檢測精度。

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，更具體地說涉及一種基于FPGA的光纖光柵解調系統以及應用該光纖光柵解調系統的光纖系統。

背景技術

光纖布拉格光柵是在單模光纖的纖芯內通過某種技術對其折射率產生周期性調制而形成的一種全光纖器件。光纖布拉格光柵是一種無源濾波器，實際上相當于在纖芯內形成一個濾波器或反射鏡，目前光纖布拉格光柵主要用于光纖通信以及光纖傳感。

由于光纖周期的不同，可以把光纖光柵劃分為兩大分類，分別是短周期光纖光柵與長周期光纖光柵，兩者發生改變與光學周期的不一樣密不可分，可用做傳感器、濾波器、光分插復用器、色散補償器等。光纖光柵的技術研究是光纖傳感方面最主要的研究方向。隨著生產光纖光柵的公司工廠越來越多，以及對軟件設計的不斷完善，所以光纖光柵的發展越來越成熟。

目前依據光纖光柵的性質和波長解調器的一些性質，將光纖布拉格光柵的調節方式分為直接調解法、Fabri Perot腔(F-P腔)法以及光柵色散解調方法。其中、Fabri Perot腔(F-P腔)法是基于Fabri Perot腔(Fabry Perot,F-P腔)的光學原理。

現有的針對Fabri Perot腔(F-P腔)法的光纖布拉格光柵的解調系統存在檢測精度不足的缺陷。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于FPGA的光纖光柵解調系統以及光纖系統，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。

為解決上述技術問題所采用的技術方案：

基于FPGA的光纖光柵解調系統，包括FPGA控制模塊、數模轉換模塊、放大電路模塊、可調光纖F-P濾波器、光電探測器、光電轉換電路模塊以及模數轉換模塊，所述FPGA控制模塊的輸出端與所述數模轉換模塊的輸入端相連接，所述數模轉換模塊的輸出端與所述放大電路模塊的輸入端相連接，所述放大電路模塊的輸出端與所述可調光纖F-P濾波器相連接，所述光電探測器與所述光電轉換電路模塊的輸入端相連接，所述光電轉換電路模塊的輸出端與所述模數轉換模塊的輸入端相連接，所述模數轉換模塊的輸出端與所述FPGA控制模塊的輸入端相連接；

光纖光柵中的光信號通過所述可調光纖F-P濾波器傳輸至所述光電探測器；

所述FPGA控制模塊通過所述數模轉換模塊向所述放大電路模塊傳輸鋸齒波驅動信號。

作為上述技術方案的進一步改進，所述可調光纖F-P濾波器的等效電路包括電容C1、電容C2、電感L1以及電阻R1，所述電容C1的一端先后通過所述電阻R1、電感L1以及電容C2與所述電容C1的另一端相連。

作為上述技術方案的進一步改進，所述數模轉換模塊包括型號為DAC0832的數模轉換芯片，所述放大電路模塊包括運放器U1、運放器U2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C3、電容C4、電容C5以及三極管Q1；