[发明专利]基于光纤光栅的无源比例解调方法及解调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光纤光栅(FBG)的解调系统，更具体的说，是涉及一种基于光纤光栅的无源比例解调系统。

背景技术

目前，对于光纤光栅(FBG)的解调，即测量光纤光栅波长的变化，传统的方法是直接采用光谱仪测量波长的变化。这种方法有一定的局限性：一是测量精度低；二是体积大，不适用于现场测量；三是价格昂贵。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种精度到、线性度好、稳定性强的基于光纤光栅的无源比例解调方法及解调系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于光纤光栅的无源比例解调方法，包括下述步骤：

(1)宽带光源发出的光耦合入光纤后，经第一3dB光纤耦合器到达光纤光栅后，带宽为Δλ、波长为λ_B的光被FBG反射回来，反射回来的光经过第一3dB光纤耦合器分为两束，一束与宽带光源的入射光重合，另一束进入第二3dB光纤耦合器；被第二3dB光纤耦合器分为两束，一束光作为参考光直接送入第一光电探测器，另一束光通过波分复用器后被送入第二光电探测器；

(2)第一光电探测器与第二光电探测器将光信号进行模数转换后输入给微控制器，微控制器对两路信号相除后，得到与光纤光栅中心波长有关的输出值，即波长移动量Δλ。

一种基于光纤光栅的无源比例解调系统，其特征在于，包括宽带光源、第一3dB光纤耦合器、第二3dB光纤耦合器、光纤光栅、粗波分复用器、第一光电探测器、第二光电探测器、微控制器，所述宽带光源通过光纤与第一3dB光纤耦合器的第一端连接，所述第一3dB光纤耦合器的第二端通过光纤与光纤光栅连接，所述第一3dB光纤耦合器的第三端通过光纤与第二3dB光纤耦合器第一端连接，所述第二3dB光纤耦合器的第二端与第一光电探测器的输入端连接，所述第二3dB光纤耦合器的第三端通过粗波分复用器与第二光电探测器的输入端连接，所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别与微控制器的信号输入端连接；所述宽带光源、第一3dB光纤耦合器、光纤光栅位于同一直线上，所述第二3dB光纤耦合器位于接收所述第一3dB光纤耦合器所分出的光的位置。

本发明具有下述技术效果：

本发明的基于光纤光栅的无源比例解调方法利用波分复用器对不同波长的光，其透过率发生变化的特性来鉴别波长的移动，从而达到对光纤光栅的解调。在粗波分复用器的工作范围内，每一个波长对应一个透过率，因此，检测透过率，便可以反推出波长信息。同时利用双光路探测消除光源功率波动的影响，得到的结果精度高、线性度好、稳定性强。本发明的解调系统结构简单，体积小、成本低，可以应用于便携式光纤仪器上。

附图说明

图1为本发明基于光纤光栅的无源比例解调系统的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。

本发明的基于光纤光栅的无源比例解调方法，包括下述步骤：

(1)宽带光源发出的光耦合入光纤后，经第一3dB光纤耦合器到达光纤光栅后，带宽为Δλ、波长为λ_B的光被FBG反射回来，反射回来的光经过第一3dB光纤耦合器分为两束，一束与宽带光源的入射光重合，另一束进入第二3dB光纤耦合器；被第二3dB光纤耦合器分为两束，一束光作为参考光直接送入第一光电探测器，另一束光通过波分复用器后被送入第二光电探测器。

(2)第一光电探测器与第二光电探测器将光信号进行模数转换后输入给微控制器，微控制器对两路信号相除后，得到与光纤光栅中心波长有关的输出值，即波长移动量Δλ。

图1为本发明基于光纤光栅的无源比例解调系统的原理图，包括宽带光源、第一3dB光纤耦合器、第二3dB光纤耦合器、光纤光栅、粗波分复用器、第一光电探测器、第二光电探测器、微控制器，所述宽带光源通过光纤与第一3dB光纤耦合器的第一端连接，所述第一3dB光纤耦合器的第二端通过光纤与光纤光栅连接，所述第一3dB光纤耦合器的第三端通过光纤与第二3dB光纤耦合器第一端连接，所述第二3dB光纤耦合器的第二端与第一光电探测器的输入端连接，所述第二3dB光纤耦合器的第三端通过粗波分复用器与第二光电探测器的输入端连接，所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别与微控制器的信号输入端连接；所述宽带光源、第一3dB光纤耦合器、光纤光栅位于同一直线上，所述第二3dB光纤耦合器位于接收所述第一3dB光纤耦合器所分出的光的位置。