[发明专利]一种快速调谐实时校准光纤光栅解调装置及工作方法

摘要

本发明公开了一种快速调谐实时校准光纤光栅解调装置及工作方法；包括VCSEL模块，VCSEL模块的输出连接用于将光源均匀分配给多路输出的光分路器，光分路器的第二路输出依次连接用于校准激光器输出波长的标准气室、第一光电探测电路和模数转换器，第一路输出依次连接第二光电探测电路和模数转换器，其他路输出连接光环形器后连接被测光纤光栅，光环形器还通过第三光电探测电路与模数转换器连接；模数转换器的输出连接数字信号处理器，数字信号处理器的输出端连接VCSEL模块。能够实现对光纤光栅中心波长精确、稳定、快速的解调，整机结构简单、体积小巧、成本低、功耗低，适用于监测点较少、成本敏感、频带较宽的应用场合。

主权项

一种快速调谐实时校准光纤光栅解调装置的工作方法，其特征是，所述装置包括VCSEL模块，所述VCSEL模块的输出连接用于将光源均匀分配给多路输出的光分路器，所述光分路器的第二路输出依次连接用于校准激光器输出波长的标准气室、第一光电探测电路和模数转换器，第一路输出依次连接第二光电探测电路和所述模数转换器，其他路输出连接光环形器后连接被测光纤光栅，所述光环形器还通过第三光电探测电路与所述模数转换器连接；所述模数转换器的输出连接数字信号处理器，所述数字信号处理器的输出端连接所述VCSEL模块；所述工作方法包括：VCSEL模块产生的激光信号经过光分路器分成多路光信号，第一路输出作为参考光信号，第二路输出经过标准气室后的为透射光信号；数字信号处理器将接收到的第一路的参考光信号和第二路的透射光信号进行归一化操作；对归一化后的信号进行峰值检测，得到标准气室吸收谱线的峰值序列；然后进行二次拟合，得到VCSEL模块输出的波长关系式；最后利用该关系式，并根据被测光纤光栅反射光信号的峰值检测结果，求出光纤光栅中心波长值；其中，所述峰值检测采用四点峰值检测算法，具体步骤为：步骤1，在设定边界范围内计算光谱峰值的半高值Vhm；步骤2，分别找到光谱左右斜边中，最接近Vhm的两个值；步骤3，使用线性插值法计算得到半高值对应的左右两个扫描时间T1和T2；步骤4，检测到的峰值结果为