[发明专利]基于OFDR的硅光芯片温度测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于OFDR的硅光芯片温度测量装置，其特征在于，包括线性扫频激光器、光纤分束器、光纤环形器、硅光芯片、模斑变换器、光纤耦合器、光电探测器、数据采集卡和计算机，其中：

所述光纤分束器将所述线性扫频激光器输出的扫频激光分为两路，一路为信号光，另一路为参考光；信号光进入所述光纤环形器，参考光进入所述光纤耦合器；

所述模斑变换器连接在所述光纤环形器和所述硅光芯片之间，且所述模斑变换器通过单模光纤与所述光纤环形器连接；所述模斑变换器为楔形体，该楔形体的一个连接端为平面端，该平面端与所述单模光纤的端部连接；该楔形体的另一个连接端为线端，该线端与所述硅光芯片连接；

所述硅光芯片通过所述模斑变换器与单模光纤耦合，信号光通过所述模斑变换器进出所述硅光芯片；所述硅光芯片上每一处产生的瑞利散射信号沿路返回进入所述光纤耦合器，与参考光在所述光纤耦合器处发生拍频干涉，产生拍频干涉信号；

所述光电探测器将所述拍频干涉信号转化为电信号；

所述数据采集卡通过多通道同时采集电信号中的拍频干涉信号；

所述计算机与所述线性扫频激光器、所述数据采集卡进行数据通信，并控制所述线性扫频激光器和所述数据采集卡，该计算机还对采集信号进行解调。

2.一种硅光芯片温度测量方法，其基于权利要求1所述的基于OFDR的硅光芯片温度测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

将线性扫描激光器发出的激光分为两束，一束作为参考光，另一束作为信号光；

信号光通过模斑变换器进入硅光芯片，硅光芯片每一位置产生的瑞利散射光沿路返回，经过光纤耦合器与反射回来的参考光发生拍频干涉，产生拍频干涉信号；

拍频干涉信号经光电探测器转换为电信号，被数据采集卡采集，通过计算机对采集信号进行解调；

具体解调过程包括：

将参考信号及测量信号通过非均匀快速傅里叶变化转换到距离域；

利用宽度为Δx的移动窗口将距离域信号划分为多个信号；

将测量信号与参考信号的多个距离域信号通过非均匀快速反傅里叶变换转换到波长域，得到硅光芯片每一位置的测量光和参考光瑞利散射光谱；

将测量光与参考光的瑞利散射光谱进行互相关运算，得到各个位置的互相关峰偏离值，通过温度频移系数，获得测量的硅光芯片的最终温度值。

3.根据权利要求2所述的硅光芯片温度测量方法，其特征在于，Δx大于等于空间分辨率长度。