[发明专利]一种相移光纤光栅解调系统

权利要求书

1.一种相移光纤光栅解调系统，其特征在于，所述系统包括扫频激光器、耦合器、第一环形器、第二环形器、相移光纤光栅阵列、气体吸收室、光纤FP干涉仪、光电探测器组、数据采集装置和解调模块；

所述扫频激光器输出的扫频光经过所述耦合器后分成第一路、第二路和第三路扫频光；所述第一路扫频光通过所述第一环形器入射到所述相移光纤光栅阵列后，并通过所述第一环形器输出相移光纤光栅传感信号；所述第二路扫频光入射到所述气体吸收室后，输出气体吸收室的透射信号；所述第三路扫频光通过所述第二环形器入射到所述光纤FP干涉仪后，并通过所述第二环形器输出光纤FP干涉仪反射信号；所述相移光纤光栅传感信号、所述气体吸收室的透射信号和所述光纤FP干涉仪反射信号经过所述光电探测器组后，分别转换成对应模拟信号后，经过所述数据采集装置完成模拟信号采集；所述解调模块用于对采集的模拟信号进行解调。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扫频激光器的瞬时线宽小于10pm量级。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，相移光纤光栅阵列由串连在同一根光纤中至少2个相移光纤光栅组成。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述至少2个相移光纤光栅通过波分和分时复用串连在同一根光纤中。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述相移光纤光栅阵列通过空分复用进行通道数扩展。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光电探测器组包括第一光电探测器、第二光电探测器和第三光电探测器。

7.如权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述第三路扫频光通过所述第二环形器入射到所述光纤FP干涉仪，经过所述光纤FP干涉仪进行等波数细分后，并通过所述第二环形器输出具有等波数间隔反射峰的光纤FP干涉仪反射信号。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述解调模块，具体用于将采集的模拟信号分别进行数模转换后，得到气体吸收谱、光纤FP干涉仪反射谱和相移光纤光栅透射谱；

将所述气体吸收谱作为绝对波长标准，根据所述气体吸收谱和所述光纤FP干涉仪反射谱的各反射峰的相对位置关系，确定光纤FP干涉仪反射谱的各反射峰的绝对波长；

基于所述绝对波长对所述相移光纤光栅透射谱进行解调。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述基于所述绝对波长对所述相移光纤光栅透射谱进行解调，包括：

确定所述相移光纤光栅透射谱的窄带透射峰的时域位置；

根据所述绝对波长，在该时域位置两侧找到相邻的反射峰；

根据找到的反射峰，通过线性插值算法计算出相移光纤光栅窄带透射峰的中心波长，从而实现相移光纤光栅的解调。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述线性插值算法具体为：

式中，λ_sensor为相移光纤光栅窄带透射峰的中心波长，t_sensor为窄带透射峰的时域位置，t_ref1和t_ref2分别为该时域位置两侧的相邻的反射峰的位置，λ_ref1和λ_ref2分别为两侧的相邻的反射峰的对应的波长。