[发明专利]光栅制备在线监测方法及系统

说明书

本发明提供一种光栅制备在线监测方法及系统，其中方法包括以下步骤：将一个扫描周期内采集的等间距光栅阵列数据组成j·i矩阵，该矩阵的行代表波长步进，列代表采样点，j为波长步进总个数，i为所有采样点个数；对j·i矩阵逐列进行寻峰，得到光栅的实际位置，根据m个光栅的空间位置信息，将等间距光栅阵列数据矩阵中对应位置的m列数据取出，得到j·m矩阵，对其每一列数据进行累加，得到一个新的1×i的矩阵[n₁ n₂…n_i]，其中n_i是由j个数据点组成，对于每一个n_i，依次比较λ_1‑i～λ_j‑i，得到每一列的最大值为[x₁ x₂…x_i]；假设扫描光源起始波长设置为λ₀，则待测光栅波长为[λ₁ λ₂…λ_i]，其中λ_i＝λ₀+x_i/1000；对所有待测光栅波长取加权平均值得到平均波长值，进一步得到待测光栅波长与平均波长差值；将该波长差值逐次与标准差值Δ比较，若波长差值大于标准差值，则该光栅波长异常。

技术领域

本发明属于光纤光栅传感领域，结合波分复用(WDM)和光时域反射(OTDR)技术,能及时的反馈光栅的反射率、波长一致性及旁瓣大小等信息，实现对制备的光栅性能指标进行实时监控。

背景技术

光栅解调隶属于光纤传感技术的一种，它是通过紫外激光照射位于光纤上方的相位掩模板后，在光纤内部形成一段栅状结构，该区域波长在温度、应变等作用下会发生偏移，通过测量中心波长的偏移，可以准确感测温度、压力、应变及位移的变化。

发明内容

为了解决现有光栅制备系统存在着的光栅刻写质量差等问题，本发明提出了一种实时监测系统，对光栅的反射信号进行波长解调，并对信号进行一定的处理，进一步得到刻制光栅的质量信息，包括反射率、波长一致性、旁瓣等信息，实现对刻制光栅情况的实时监控和反馈，有效的提高了刻制光栅的质量。

本发明采用如下的技术方案：

提供一种光栅制备在线监测方法，包括以下步骤：将一个扫描周期内采集的等间距光栅阵列数据组成j·i矩阵该矩阵的行代表波长步进，列代表采样点，j为波长步进总个数，i为所有采样点个数；

对j·i矩阵逐列进行寻峰，峰值个数不为0，则峰值处即为反射光强最大的位置，认为此处有光栅存在，其余位置则认为无光栅存在，寻峰后获得所有m个光栅的空间位置信息，根据m个光栅的空间位置信息，将等间距光栅阵列数据矩阵中对应位置的m列数据取出，获得m个j×1数组，组成j·m矩阵数组每列分别代表了m个光栅在频域中的信息；

将j·m矩阵的每一列数据进行累加，得到一个新的1×m的矩阵[n₁ n₂ … n_m]，其中n_i＝[λ_1-i λ_2-i … λ_j-i]^T i∈[k,k+m-1]，对于每一个n_i，依次比较λ_1-i～λ_j-i，得到每一列的最大值为[x₁ x₂ … x_i]；假设扫描光源起始波长设置为λ₀，则待测光栅波长为[λ₁ λ₂ …λ_i]，其中λ_i＝λ₀+x_i/1000；

对所有待测光栅波长取加权平均值得到平均波长值为进一步得到待测光栅波长与平均波长差值为[Δλ₁ Δλ₂ … Δλ_i]；