[发明专利]光学传感器寻址芯片、模组、测量系统及测量方法

说明书

本申请提供一种光学传感器寻址芯片、模组、测量系统及测量方法，该寻址芯片包括主光波导入接口、主光波导出接口、第一阵列波导光栅、第二阵列波导光栅、连接波导、第一耦合器、第二耦合器、多个第一副光波导出接口及多个第二副光波导出接口。第一阵列波导光栅与主光波导入接口连接；第二阵列波导光栅与主光波导出接口连接；连接波导一端与第一阵列波导光栅连接，另一端与第二阵列波导光栅连接；第一耦合器与连接波导连接；第二耦合器与连接波导连接；多个第一副光波导出接口与第一耦合器连接；多个第二副光波导出接口与第二耦合器连接。本申请光学传感器寻址芯片提供一种简单易行的波长寻址方法，便于光学传感器进行串联复用，实现传感器网络化。

技术领域

本申请涉及光传感领域，具体而言，涉及一种光学传感器寻址芯片、模组、测量系统及测量方法。

背景技术

光纤传感器因其特有的无源和抗电磁干扰特性，一直被广泛应用于土建、能源及航空航天领域。光纤传感器主要分为三种类型，一是基于光的向后散射原理，将光纤直接作为传感器的分布式光纤传感器；二是基于光纤光栅的准分布式传感器阵列；三是点式光纤传感器。

传感器网络化是数字孪生及物联网的基础，其核心在于数字采集端能够准确和可靠的采集数据，因此需要庞大的传感器网络进行支撑。传感器网络化时，为节省光纤数量，需对光纤传感器进行串联复用，即将多个光纤传感器需串联在一根光纤上使用。

现有技术中，当每个光纤光栅传感器的栅间距均不同时，才可实现串联复用，此种方法中光纤光栅传感器无法实现批量生产。点式光纤传感器实现串联复用困难，原因在于点式光纤传感器没有成熟的光寻址方案，现有的寻址方案为经过光电转换借用电的寻址方法，但此种方法会引入噪声成分且成本昂贵。分布式光纤传感器精度低且价格昂贵。

发明内容

本申请实施方式的目的在于提供一种光学传感器寻址芯片，寻址芯片提供了简单易行的波长寻址方法，便于光学传感器进行串联复用。

本申请实施例提供一种光学传感器寻址芯片，光学传感器寻址芯片包括：主光波导入接口、主光波导出接口、第一阵列波导光栅、第二阵列波导光栅、连接波导、第一耦合器、第二耦合器、多个第一副光波导出接口及多个第二副光波导出接口。其中，第一阵列波导光栅与主光波导入接口连接；第二阵列波导光栅与主光波导出接口连接；连接波导一端与第一阵列波导光栅连接，另一端与第二阵列波导光栅连接；第一耦合器与连接波导连接；第二耦合器与连接波导连接；多个第一副光波导出接口与第一耦合器连接；多个第二副光波导出接口与第二耦合器连接。

在一实施例中，第一阵列波导光栅及第二阵列波导光栅的阵列波导数目相同，且与第一副光波导出接口及第二副光波导出接口的接口数目相同。

在一实施例中，第一阵列波导光栅用于将光源分成多个不同预设波长的光波，多个不同预设波长的光波对应多个地址信息。

本申请实施例提供一种光学传感器模组，光学传感器模组包括：上述光学传感器寻址芯片及光学传感器。光学传感器一端与第一预设接口连接，另一端与第二预设接口连接；其中，第一预设接口为多个第一副光波导出接口之一，第二预设接口为多个第二副光波导出接口之一。

本申请实施例提供一种光学传感器测量系统，光学传感器测量系统包括：多个上述光学传感器模组，光纤及终端设备。其中，多个光学传感器模组用于测量待测物理参数；光纤与多个光学传感器模组连接，用于为多个光学传感器模组提供光源；终端设备与光纤连接，且用于接收多个光学传感器模组通过光纤输出的光源，并对光源进行解析，计算待测物理参数的测量值。

在一实施例中，光学寻址芯片的主光波导入接口及主光波导出接口与光纤连接。

在一实施例中，多个光学传感器模组中光学传感器连接于不同的第一预设接口及第二预设接口。

本申请实施例提供一种光学传感器测量方法，应用于上述光学传感器测量系统中，光学传感器测量方法包括：