[发明专利]一种光纤布拉格光栅的解调系统及方法

权利要求书

1.一种光纤布拉格光栅的解调方法，其特征在于，采用光纤布拉格光栅的解调系统对光纤布拉格光栅进行解调，具体包括如下步骤：

S1：获得干涉器阵列中每个干涉器的两根光纤的差值；所述干涉器的两根光纤的差值L₁-L₂存在如下关系：

其中，P_out是光电转换器的光强；P₁和P₂分别为所述干涉器的两根光纤的光强，λ为进入所述干涉器的光波长，L₁和L₂分别为两根光纤的长度，n为折射率，为相位噪声；

S2：采用压缩感知的算法，在光源照射下将每个所述干涉器输出的光强值作为对时域信号的一次随机采样结果s，所述干涉器的两根光纤的差值作为随机采样的位置Ф；

S3：根据随机采样的位置Ф构造恢复矩阵A，所述恢复矩阵A由所述随机采样的位置Ф与频域正交基ψ相乘得到；

S4：根据所述恢复矩阵A、所述随机采样结果s恢复频域信号f，完成光纤布拉格光栅的解调。

2.如权利要求1所述的光纤布拉格光栅的解调方法，其特征在于，采用已知波长的激光对所述干涉器阵列进行扫描，并采集所述干涉器阵列中每个所述干涉器输出的光强值，获得所述干涉器的两根光纤的差值的精确值。

3.如权利要求1所述的光纤布拉格光栅的解调方法，其特征在于，所述频域正交基ψ为离散余弦变换正交基。

4.如权利要求1所述的光纤布拉格光栅的解调方法，其特征在于，通过优化算法迭代得到所述光纤布拉格光栅中每个光栅的反射波长。

5.如权利要求4所述的光纤布拉格光栅的解调方法，其特征在于，所述优化算法是凸优化算法或正交匹配跟踪算法。

6.如权利要求4所述的光纤布拉格光栅的解调方法，其特征在于，所述迭代的停止条件为获取所述光纤布拉格光栅的光栅个数、各所述光栅的波长范围；将光谱按光栅个数及各所述光栅的波长范围划分谱区，各谱区中选择最大似然的波长作为对应光栅的反射波长。

7.一种光纤布拉格光栅的解调系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-6任一所述的方法，包括依序连接、稳定设置的：光源、光环形器、光纤布拉格光栅、干涉器阵列；

所述光源，用于发射宽频光并通过所述光环形器的第一端口进入，第二端口输出到所述光纤布拉格光栅；

所述光纤布拉格光栅，用于接收所述光源的光并反射，将反射的光从所述光环形器的所述第二端口进入，第三端口输出的光到所述干涉器阵列，

所述干涉器阵列，包括多个干涉器，用于接收所述光纤布拉格光栅从所述光环形器传输来的光，并将光的波长信息转换为强度信息，通过压缩感知技术利用所述强度信息解调所述光纤布拉格光栅。

8.如权利要求7所述的光纤布拉格光栅的解调系统，其特征在于，所述干涉器阵列包括大于所述光纤布拉格光栅的光栅数目的干涉器，且所述干涉器由两根不同长度光纤首尾融合构成，每个所述干涉器的两根光纤的差值在所述光纤布拉格光栅的相干长度以内，所述干涉器阵列中所有干涉器的两根光纤的差值各不相同。

9.如权利要求8所述的光纤布拉格光栅的解调系统，其特征在于，所述干涉器阵列中的每个所述干涉器的两根光纤的差值是预先确定的；

所述光纤布拉格光栅的相干长度在厘米量级。