本發(fā)明涉及一種光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法，特別涉及一種基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法。

背景技術(shù)：

目前，光纖布拉格光柵(FBG)是一種能感測應(yīng)變、溫度、壓力、磁場等多種物理參量的光無源器件，具有體積小、成本低、靈敏度高、防水、防電、防雷擊、防腐蝕、可靠性強等特點，在傳感領(lǐng)域已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。光纖光柵傳感器屬于波長調(diào)制型光纖傳感器，它是通過對光線內(nèi)部寫入的光柵反射或透射波長的光譜檢測，實現(xiàn)對被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和溫度等量值的絕對測量。目前，對光纖光柵波長進行解調(diào)的方法主要有光譜儀檢測法、匹配光柵法、邊緣濾波法、可調(diào)諧Fabry-Perot濾波法、非平衡M-Z光纖干涉儀法、邁克爾遜干涉儀解調(diào)法、波長掃描光纖激光器解調(diào)法等。

電吸收調(diào)制器(電吸收調(diào)制器)具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、高速、低惆啾、易于集成、強非線性吸收特性等優(yōu)點,作為現(xiàn)代通信技術(shù)的關(guān)鍵器件之一,電吸收調(diào)制器的應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大,不僅可以與半導體激光器集成形成高速穩(wěn)定的光源模塊,在高速波分復用(WDM)技術(shù)及光時分復用(OTDM)也得到了廣泛的應(yīng)用,基于電吸收調(diào)制器波長轉(zhuǎn)換及時鐘提取、信號再生等技術(shù)也已實現(xiàn)。因此,電吸收調(diào)制器的應(yīng)用與發(fā)展己取得了令人矚目的成果,并成為現(xiàn)代光通信技術(shù)及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的熱點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)低成本、高精度的解調(diào)而提供的一種基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法。

本發(fā)明提供的基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)包括有寬帶光源、隔離器、光耦合器、光開關(guān)、偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機，其中寬帶光源、隔離器、光耦合器和光開關(guān)依次相連，偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機依次相連，光耦合器還與電吸收調(diào)制器相連接，上位機還分別與偏壓發(fā)生器和光開關(guān)相連接，上位機控制偏壓發(fā)生器與光開關(guān)的工作。

光開關(guān)分別連接有一個參考FBG和一個傳感FBG，光開關(guān)將傳感FBG和參考FBG接入電路。

光耦合器選用理論分光比為50:50的光耦合器。

偏壓發(fā)生器由上位機控制為電吸收調(diào)制器提供零到電吸收調(diào)制器額定電壓的連續(xù)線性電壓，電吸收調(diào)制器將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號，電吸收調(diào)制器為多重量子阱電吸收調(diào)制器，具有低驅(qū)動電壓和高消光比的特性，偏壓發(fā)生器為直流偏壓發(fā)生器，輸出的偏壓幅值為0-100V。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一個信號轉(zhuǎn)換電路以及一個高精度的模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換電路，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將電流信號轉(zhuǎn)換為放大電壓信號，并通過模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換電路將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送給上位機。

寬帶光源、隔離器、光耦合器、光開關(guān)、偏壓發(fā)生器、電吸收調(diào)制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機均為現(xiàn)有設(shè)備的組裝，因此，具體型號和規(guī)格沒有進一步進行贅述。

本發(fā)明提供的基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)的尋峰方法，其方法如下所述：

步驟一、將寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)隔離器、光耦合器，然后在光開關(guān)的控制下首先進入?yún)⒖糉BG；

步驟二、由參考FBG反射的光攜帶信息經(jīng)光耦合器進入電吸收調(diào)制器，電吸收調(diào)制器由偏壓發(fā)生器提供連續(xù)線性電壓，將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將電流信號轉(zhuǎn)換為放大的電壓信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳給上位機；

步驟三、上位機進行數(shù)據(jù)處理，將電吸收調(diào)制器電流與電壓關(guān)系的吸收光強曲線與參考FBG光譜做映射存儲，傳感FBG與參考FBG經(jīng)同樣的過程進行，通過偏移量和波長的對應(yīng)關(guān)系計算出傳感通道的光柵波長與波峰位置。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的一種基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)及尋峰方法，解調(diào)速度高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，人機交互性好?？纱鎯Χ嘟M解調(diào)數(shù)據(jù)，并查詢歷史數(shù)據(jù)。且可進行模塊拓展，同時接入多支傳感器監(jiān)測并進行統(tǒng)一控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2為不同偏置電壓下光吸收譜測試結(jié)果示意圖。

圖3為吸收光強曲線和光電流與波長曲線對應(yīng)關(guān)系示意圖。

1、寬帶光源 2、隔離器 3、光耦合器 4、光開關(guān) 5、偏壓發(fā)生器

6、電吸收調(diào)制器 7、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 8、上位機 9、參考FBG

10、傳感FBG。

具體實施方式

請參閱圖1、圖2和圖3所示：

本發(fā)明提供的基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)包括有寬帶光源1、隔離器2、光耦合器3、光開關(guān)4、偏壓發(fā)生器5、電吸收調(diào)制器6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7和上位機8，其中寬帶光源1、隔離器2、光耦合器3和光開關(guān)4依次相連，偏壓發(fā)生器5、電吸收調(diào)制器6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7和上位機8依次相連，光耦合器3還與電吸收調(diào)制器6相連接，上位機8還分別與偏壓發(fā)生器5和光開關(guān)4相連接，上位機8控制偏壓發(fā)生器5與光開關(guān)4的工作。

光開關(guān)4分別連接有一個參考FBG 9和一個傳感FBG 10，光開關(guān)4將傳感FBG 10和參考FBG 9接入電路。

光耦合器3選用理論分光比為50:50的光耦合器。

偏壓發(fā)生器5由上位機8控制為電吸收調(diào)制器6提供零到電吸收調(diào)制器6額定電壓的連續(xù)線性電壓，電吸收調(diào)制器6將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號，電吸收調(diào)制器6為多重量子阱電吸收調(diào)制器，具有低驅(qū)動電壓和高消光比的特性，偏壓發(fā)生器5為直流偏壓發(fā)生器，輸出的偏壓幅值為0-100V。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7包括一個信號轉(zhuǎn)換電路以及一個高精度的模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換電路，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7將電流信號轉(zhuǎn)換為放大電壓信號，并通過模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換電路將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送給上位機8。

寬帶光源1、隔離器2、光耦合器3、光開關(guān)4、偏壓發(fā)生器5、電吸收調(diào)制器6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7和上位機8均為現(xiàn)有設(shè)備的組裝，因此，具體型號和規(guī)格沒有進一步進行贅述。

本發(fā)明提供的基于電吸收調(diào)制器的光纖布拉格光柵解調(diào)的尋峰方法，其方法如下所述：

步驟一、將寬帶光源1發(fā)出的光經(jīng)隔離器2、光耦合器3，然后在光開關(guān)4的控制下首先進入?yún)⒖糉BG 9；

步驟二、由參考FBG 9反射的光攜帶信息經(jīng)光耦合器3進入電吸收調(diào)制器6，電吸收調(diào)制器6由偏壓發(fā)生器5提供連續(xù)線性電壓，將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7將電流信號轉(zhuǎn)換為放大的電壓信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳給上位機8；

步驟三、上位機8進行數(shù)據(jù)處理，將電吸收調(diào)制器6電流與電壓關(guān)系的吸收光強曲線與參考FBG 9光譜做映射存儲，傳感FBG 10與參考FBG 9經(jīng)同樣的過程進行，通過偏移量和波長的對應(yīng)關(guān)系計算出傳感通道的光柵波長與波峰位置。