[发明专利]一种解调非本征型光纤法布里珀罗腔长的方法

摘要

本发明公开了一种解调非本征型光纤法布里-珀罗腔长的方法，包括以下几个步骤：步骤一：通过光功率计测量入射至F-P腔的原始光强值；步骤二：通过光功率计测量从F-P腔反射回的光强值；步骤三：将测量得到的入射及反射光强值代入腔长表达式；步骤四：利用多波长强度解调法得到F-P腔的腔长解；本发明的解调方法可以扩大光纤法布里-珀罗腔腔长的解调范围。本发明的解调方法较传统的光纤法布里-珀罗腔光强解调法更准确，测量精度可以达到0.1um。本发明的测量系统装置简单，易于操作，且测量数据准确。

主权项

1.一种解调非本征型光纤法布里-珀罗腔长的方法，测量使用的装置包括激光器模块、合波WDM即合波波分复用器、环形器、光纤法布里-珀罗传感器即F-P腔、分波WDM即分波波分复用器、光功率计；激光器模块中包括n个激光器，分别为激光器A₁、激光器A₂、……、激光器A_n；光功率计模块中包括n个光功率计，分别为光功率计A₁、光功率计A₂、……、光功率计A_n；方法包括以下几个步骤：步骤一：通过光功率计测量入射至F-P腔的原始光强值；将激光器A₁与三端环形器的第一个端口相连，三端环形器的第二个端口接入一个光功率计，测得激光器A₁的光强，此时的光强即为入射至F-P腔的原始光强值I₁₀；将激光器A₁换成激光器A₂，测得激光器A₂的入射光强值I₂₀；依次更换激光器，最后测量得到激光器A₁、激光器A₂、……、激光器A_n的入射光强值I₁₀、I₂₀、……、I_n0；步骤二：通过光功率计测量从F-P腔反射回的光强值；将激光器A₁、激光器A₂、……、激光器A_n与合波WDM相连，N个激光器发出的不同波长的光经合波WDM耦合进同一根单模光纤中，将光纤与三端环形器的第一个端口相连，三端环形器的第二个端口连接F-P腔，三端环形器的第三个端口接入分波WDM，分波WDM分别连接光功率计A₁、光功率计A₂、……、光功率计A_n，N个光功率计得到N个与激光器发出入射波相对应的反射光强值I_1R，I_2R，I_3R，……，I_nR；步骤三：将测量得到的入射及反射光强值代入腔长表达式；腔长表达式为：L=C+mλ2---(3)]]>其中：C=λ4πarccos[I+IR2-2R2R(I-1)],]]>C没有物理含义，I=IRI0,m=0,1,2...,]]>I₀为入射光强，I_R为反射光强，λ为入射光波的波长；将步骤一中的入射光强I₁₀、I₂₀、……、I_n0，将步骤二中的反射光强I_1R、I_2R、……、I_nR带入得到N个入射波的归一化反射光强值：In=InRIn0---(8)]]>根据I_n得到N个C值：Cn=λn4πarccos[In+InR2-2R2R(In-1)]---(13)]]>其中，λ_n表示第n个入射光波的波长；将C_n、I_n带入腔长表达式，得到腔长的N个表达式：L=C1+m1λ12]]>L=C2+m2λ22]]>……L=Cn+mnλn2]]>其中，m₁、m₂、...、m_n为不确定值；步骤四：利用多波长强度解调法得到F-P腔的腔长解；腔长变化范围[L_a,L_b]为已知；对于第一个入射波长，腔长表达式为：L=C1+m1λ12---(14)]]>其中：C₁为确定值，m₁取整数，得到在解调范围内的第一组腔长解集{L₁₁，L₁₂，...，L_1k1}，K₁为第一组腔长解的个数；对于第二个入射波长，腔长表达式为：L=C2+m2λ22---(15)]]>其中：C₂值确定，将第一组腔长解集带入上式（15）中，在满足m为整数的条件下，得到第二组腔长解{L₂₁，L₂₂，...，L_2k2}，K₂为第二组腔长解的个数，{L₂₁，L₂₂，...，L_2k2}∈{L₁₁，L₁₂，...，L_1k1}，K₂<K₁；然后，以此类推，引入第N个入射波长，腔长表达式为：L=Cn+mnλn2---(17)]]>其中，C_n值确定，将第N-1组腔长解集带入上式（17）中，在满足m_n为整数的条件下，得到第N组解{L_n1，L_n2，...，L_nkn}，K_n为第N组腔长解的个数，且{L_n1，L_n2，...，L_nkn}∈{L_(n-1)1，L_(n-1)2，...，L_(n-1)k(n-1)}∈……∈{L₁₁，L₁₂，...，L_1k1}，K_n<……<K₃<K₂<K₁；最终得到解调范围内F-P腔腔长的正确解。