[发明专利]一种基于微波功率检测的传感波长解调方案

说明书

技术领域

本发明涉及光传感解调和微波光子学领域，尤其是一种基于微波功率检测的传感波长解调方案。 

背景技术

基于光波长的传感技术因其波长编码的优势而逐渐成为工程应用的热点，其中关键环节之一的是波长解调方案，诸如报道的滤波解调、干涉解调、可调谐扫描光源解调等典型方法。利用微波信号检测的波长解调方法已初有报道(Xinyong Dong，Liyang Shao，H.Y.Fu，H.Y.Tam，and C.Lu，Intensity-modulated fiber Bragg grating sensorsystem based on radio-frequency signal measurement，Optics Letters，vol.33，pp.482-484，2008)，并显示出了高速解调、灵敏度可调的优势，但其解调结果易受外界输入光功率变化的影响。 

目前，色散导致的微波功率衰减效应在微波光子学和通信领域得到了广泛关注，即光纤链路或其它元件的色散将导致微波功率按一定的规律进行衰减。这一效应既有不利的一面，需要对它进行补偿以消除功率衰减对系统或器件性能的影响(Jianping Yao，Microwavephotonics，IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology，vol.27，pp.314-335，2009)；同时这一效应也有可以利用的一面，利用这一衰减效应可以实施实时微波频率测量和色散量监控，并取得了较好的效 果。至今，利用色散导致的微波功率衰减效应实现传感波长解调尚未见报道，为此我们提出应用色散导致的微波功率衰减效应开发新型传感波长解调方案。 

发明内容

鉴于以上陈述的已有方案的不足和拟采用技术方案的新颖性，本发明的目的是提供一种基于微波功率检测的传感波长解调方案，使之充分发挥色散导致的微波功率衰减效应的优点，从而使得传感波长的解调变得简便和灵活。 

本发明的目的是通过如下手段来实现的。 

一种基于微波功率检测的传感波长解调方案，包含如下的处理步骤：波长待测的光信号输入到强度调制器中，由微波信号源产生一正弦微波信号对输入光信号进行小信号调制，生成一个光载波和两个边带；所述的已调制的光信号注入到耦合器中被均分为两支路进行传输；第一支路中光信号经过色散元件、第一光电探测器、第一微波功率计，其中色散元件引入色散导致的微波功率衰减效应，使检测的微波功率随待测波长的改变而变化；第二支路中光信号经过调谐光衰减器、第二光电探测器、第二微波功率计，其中调谐光衰减器对两支路上的光功率衰减进行平衡；将所述的两支路上检测的微波功率同时输入到功率比较模块中解调出待测波长。 

经过如上的设计后，利用色散导致的微波功率衰减效应，通过检测和对比某一微波频率处的微波功率就可以直接解调出传感波长，原 理简单，无需复杂运算，既可以实现瞬时高速解调，在实际使用上本发明又具有如下优点：直接对比给定微波频率处的微波功率来解调波长，同时消除了因光源和传感环境引起的输入光功率的起伏带来的影响，便于工程实用化；改变微波信号的频率值，可以方便地调谐解调范围和解调精度，且在调谐过程中无需精确控制施加在强度调制器上的微波功率，提高了波长解调的灵活性。 

附图说明如下： 

图1本发明方案的系统框图。 

图2本发明方案两支路上微波功率检测值随波长变化趋势的示意图 

图3本发明方案的微波功率比值与解调波长对应关系的示意图：(a)由解调波长对应到微波功率比值；(b)由微波功率比值反解出解调波长。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步的描述。 

如图1所示，本发明方案由强度调制器10、微波源11、耦合器12、色散元件13、调谐光衰减器14、第一光电探测器15、第二光电探测器16、第一微波功率计17、第二微波功率计18、功率比较模块19构成。