[发明专利]一种变温环境下基于恢复的FBG高精度解调方法

权利要求书

1.一种变温环境下基于恢复的FBG高精度解调方法，利用FBG高精度解调装置实现解调，所述FBG高精度解调装置包括ASE宽带光源(1)、光纤隔离器(2)、可调谐F-P滤波器(3)、光纤1×2耦合器(4)、第一、第二光纤环形器(5)(6)、光纤Bragg光栅串(7)、HCN气室(8)、光电探测器阵列(9)、数据采集卡(10)、处理单元(11)和信号发生模块(12)；所述ASE宽带光源(1)、光纤隔离器(2)、可调谐F-P滤波器(3)、光纤1×2耦合器(4)依序连接，所述光纤1×2耦合器(4)的输出端分成两路，一路依序连接第一光纤环形器(5)、光纤Bragg光栅串(7)、光电探测器阵列(9)，另一路依序连接第二光纤环形器(6)、HCN气室(8)、光电探测器阵列(9)；光电探测器阵列(9)输出端再依序连接所述数据采集卡(10)、处理单元(11)，所述数据采集卡(10)经信号发生模块(12)再连接所述可调谐F-P滤波器(3)；其特征在于，所述ASE宽带光源(1)发出的宽带光经过所述光纤隔离器(2)后进入可调谐F-P滤波器(3)，将宽带光转变为来回扫描的窄带光，扫描窄带光从所述光纤1×2耦合器4的输入端口进入后按1﹕1分光分成两路输出：一路从所述第一光纤环形器(5)的输入端口进入，由输出端口输入到所述光纤Bragg光栅串(7)中，反射出相应波长的光进入到所述光电探测器阵列(9)中；另一路从所述第一光纤环形器(5)的输入端口进入，由输出端口输入到HCN气室后，由所述光电探测器阵列(9)探测得到HCN气室吸收光谱，所述光电探测器阵列(9)将光信号转换为电信号并进行放大，经过放大后的电信号由所述数据采集卡(10)进行升温过程中所有数据的采集，将模拟电压信号转换为数字信号，并发送到所述处理单元(11)进行信号的处理，所述处理单元(11)的该处理流程具体包括以下步骤：

一方面，探测器探测到的HCN气室吸收信号；

对探测器探测到的HCN气室吸收信号去除光源包络；

然后利用低通滤波器消除HCN气室吸收信号中的随机噪声；

并对其进行FFT变换，得到HCN气室吸收光谱信号的频谱；

另一方面，利用波长可调谐激光器和探测器测得F-P滤波器的透射率函数信号h(t)进行去噪处理；

对去噪处理进行FFT变换，得到F-P滤波器光谱信号的频谱H(ω)；

在时域内，将探测器探测到的HCN气室吸收信号p(t)表示为真实HCN光谱信号g(t)，与F-P滤波透射函数信号h(t)的卷积：

p(t)＝g(t)*h(t)

该公式的频域形式为

p(ω)＝G(ω)H(ω)

因此，真实的HCN吸收光谱的频谱G(ω)表示为

根据该公式进行频域相除计算；

对获得的真实HCN吸收光谱的频谱G(ω)进行IFFT变换，获得恢复后的HCN气室吸收光谱信号g(t)；

对F-P滤波透射函数信号h(t)的半高宽进行插值调整， 重复上述步骤直到得到最优的恢复的吸收峰细锐的HCN吸收信号，作为绝对波长参考，实现布拉格波长的解调。