[发明专利]消除大容量光栅阵列“鬼影”的方法及系统

说明书

本发明公开了一种消除大容量光栅阵列“鬼影”的光栅刻写方法，在刻写光栅阵列的过程中，改变任意两个相邻光栅之间的距离，使得相邻间隔之差不为零。本发明可以有效消除大容量光栅阵列经过多次反射后产生的“鬼影”现象。

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感领域，尤其涉及一种消除大容量光栅阵列“鬼影”的方法及系统。

背景技术

大容量光栅阵列传感系统是近年来迅速发展的一种新型光纤传感系统，可在一根光纤上连续刻写上万个传感光栅，最小刻写间距已经达到10cm，由于采用的OTDR(光时域反射)原理，利用不同光栅信号返回的时间进行定位。而由于光源的扫描带宽有限，大部分的光栅都采用的同一波长(存在一定差异)且间距相等，这就会产生光栅之间的多次反射。在某个真实的光谱上叠加不同光栅多次反射产生的“鬼影”，极大地影响系统解调的精度，甚至会导致解调错误。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中大容量光栅阵列多次反射产生“鬼影”的缺陷，提供一种可有效消除多次反射产生的“鬼影”的方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种消除大容量光栅阵列“鬼影”的光栅刻写方法，在刻写光栅阵列的过程中，改变任意两个相邻光栅之间的距离，使得相邻间隔之差不为零。

接上述技术方案，在刻写光栅阵列的过程中，增加一个随机变量Δd_n，使得相邻两个光栅的间隔为d+Δd_n，其中d为一个定值，Δd_n的随机取值在-0.1d～0.1d之间。

接上述技术方案，在刻写光栅阵列的过程中，控制光栅阵列拉丝塔刻写光栅的时间间隔，使得相同波长光栅之间的距离不完全相等。

本发明还提供了一种消除大容量光栅阵列“鬼影”的光栅刻写系统，包括准分子激光器、光栅掩膜板、高精度计米器和控制器，其中：

准分子激光器，用于对光纤进行光栅刻写，

光栅掩膜板，用于控制刻写光栅的波长；

高精度计米器，与准分子激光器和控制器连接，用于反馈当前光纤的前进速度；

控制器，用于设置光纤的前进速度并根据高精度计米器的反馈信息计算当前光纤的实时速度对光纤前进速度进行实时调整；该控制器还用于设置光栅刻写间隔，使得相邻间隔之差不为零。

接上述技术方案，准分子激光器包括激光器和反馈模块，激光器通过接收控制器的指令进行刻写，反馈模块通过CCD成像将激光器的出光功率、光栅掩膜板的光斑质量反馈到控制器；该控制器根据反馈模块的反馈结果，向准分子激光器和光栅掩膜板发出微调指令。

接上述技术方案，控制器具体用于：将光栅掩膜板调整到预设位置，并控制准分子激光器刻写光栅，刻写之后控制器将高精度计米器的编码清0并通过准分子激光器的CCD反馈系统获取当前的掩膜板实时位置和激光器输出功率，并与预设值进行对比和微调；当高精度计米器的编码达到预设的光栅刻写间隔时，控制器控制准分子激光器再次刻写光栅并重复以上步骤。

接上述技术方案，控制器在预设的光栅刻写间隔d上增加一个随机变量Δd_n，使得相邻两个光栅的间隔为d+Δd_n，Δd_n的随机取值在-0.1d～0.1d之间。

接上述技术方案，控制器通过调整光栅掩膜板的位置来刻写相同波长的光栅；或者切换不同的光栅掩膜板，刻写不同波长的光栅。

接上述技术方案，控制器控制光栅阵列拉丝塔刻写光栅的时间间隔，使得相同波长光栅之间的距离不完全相等。

接上述技术方案，控制器包括ARM处理芯片和多个串口通信接口，通过多个串口通信接口与准分子激光器、光栅掩膜板及高精度计米器连接。