[發明專利]一種光纖布拉格光柵解調器及解調方法

有效

• 申請號: 202010645016.3
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN112197886B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 廖旺才;劉木清
• 申請（專利權）人: 廖旺才;劉木清
• 主分類號: G01K11/3206
• 分類號: G01K11/3206;G01B11/16
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種光纖布拉格光柵解調器，其特征在于，適于連接設于待監測處的目標傳感器，所述目標傳感器包括光纖布拉格光柵，所述解調器包括：

光譜光源，用于提供連續光譜，所述連續光譜覆蓋所述目標傳感器的中心波長的變化范圍；

參考傳感器，包括光纖布拉格光柵，光耦連接所述目標傳感器，適于配合所述目標傳感器獲取指示兩者中心波長的差值的光信號；

光電二極管，用于將所述光信號轉換為電信號；

壓電執行器，用于向所述參考傳感器提供形變力；以及

控制器，通信連接所述光電二極管及所述壓電執行器，并配置為：

實時監測所述光電二極管輸出的所述電信號，并記錄所述電信號的谷值對應的谷值驅動電壓；

根據多個記錄的谷值驅動電壓的變化趨勢，確定所述谷值驅動電壓的變化方向；

從上一次記錄的谷值驅動電壓開始，按所述變化方向逐步改變向所述壓電執行器提供的驅動電壓以逐步改變所述形變力，從而逐步改變參考傳感器的中心波長；以及

響應于所述電信號達到谷值，根據所述電信號的谷值所對應的谷值驅動電壓，確定所述待監測處的結構變化和/或溫度變化。

2.如權利要求1所述的解調器，其特征在于，還包括光耦分離器，其中，

所述光耦分離器分別連接所述光譜光源、所述目標傳感器及所述參考傳感器，適于將所述光譜光源提供的所述連續光譜輸入到所述目標傳感器，并將所述目標傳感器反射的光信號分離到所述參考傳感器，以獲取指示所述差值的光信號，或者

所述光耦分離器分別連接所述目標傳感器、所述參考傳感器及所述光電二極管，適于將經過所述參考傳感器透射的光信號輸入到所述目標傳感器，并將所述目標傳感器反射的指示所述差值的光信號分離到所述光電二極管。

3.如權利要求1所述的解調器，其特征在于，所述壓電執行器包括壓電晶體，所述控制器進一步配置為：

根據所述目標傳感器的中心波長分辨率及所述目標傳感器的中心波長變化范圍，確定所述驅動電壓的最大值及最小值；以及

以所述最小值為單位，從上一次記錄的谷值驅動電壓開始，按所述變化方向逐步提升或逐步降低所述驅動電壓，以確定所述谷值驅動電壓。

4.如權利要求3所述的解調器，其特征在于，所述控制器進一步配置為：

根據所述谷值驅動電壓確定所述參考傳感器的中心波長，所述參考傳感器的中心波長等于所述目標傳感器的中心波長；以及

根據所述目標傳感器的中心波長確定所述待監測處的結構變化和/或溫度變化。

5.如權利要求3所述的解調器，其特征在于，適于連接多個所述目標傳感器，其中，

多個所述目標傳感器具有不同的布拉格波長，所述光譜光源提供的連續光譜覆蓋各所述目標傳感器的中心波長的總變化范圍，

多個所述目標傳感器串聯于同一光纖，所述參考傳感器適于配合多個所述目標傳感器獲取指示各傳感器中心波長差異的疊加光信號，

所述光電二極管適于將所述疊加光信號轉換為疊加電信號。

6.如權利要求5所述的解調器，其特征在于，所述控制器進一步配置為：

根據各所述目標傳感器的中心波長分辨率及所述總變化范圍，確定所述驅動電壓的最大值及最小值；

根據所述最大值及所述最小值逐步改變所述驅動電壓，以確定所述疊加電信號的多個谷值所對應的多個谷值驅動電壓；以及

根據所述多個谷值驅動電壓確定多個待監測處的結構變化和/或溫度變化。