一种波长解调方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种波长解调方法和系统。
【背景技术】
[0002]近年来基于波长调制/解调的光纤传感技术研究进展迅速，在土木建筑、石油、电力、交通等多个领域获得了越来越广泛的应用，已成为光纤传感器的主流技术。光纤光栅传感系统中的关键技术是光纤光栅波长信息的检测。
[0003]目前的波长解调方法一般一次只能检测一个特定波长信息，无法实现多波长同时输出，因此所需时间较长，另外现有的波长解调方法中，所采用的激光源器件成本也较高，使其不适合应用于普通工程场合。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种波长解调方法和系统，能够实现多个波长的同步解调。
[0005]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0006]一种波长解调方法，该方法包括:
[0007]S1.在第一电压信号控制下，多纵模激光器输出η个周期性变化的等间隔光波长，并入射至光纤光栅传感器通道；
[0008]S2.光纤光栅传感器通道中的各光纤光栅传感器对入射光中匹配的波长进行反射，反射光中包含多个光纤光栅传感器的反射波长信息；
[0009]S3.反射光经功分器均分后分别耦合至η个可调谐滤波器；
[0010]S4.在SI所述第一电压信号的同步控制下，η个可调谐滤波器对功分器输出的均分反射光同时进行波长滤波解调，得到多个光纤光栅传感器的反射波长值。
[0011]其中，所述步骤S2包括:
[0012]当入射光波长和某个光纤光栅传感器的中心波长匹配时，该入射光被反射。
[0013]其中，所述步骤S4包括:
[0014]在SI所述第一电压信号的同步控制下，η个可调谐滤波器透射波长间隔相等，且同步调谐，η个透射波长与多纵模激光器输出的η个等间隔光波长一一对应相等，且同步变化，利用η个可调谐滤波器，对功分器输出的η个功率均分反射光波长同时进行波长解调，同时得到多个光纤光栅传感器的反射波长值。
[0015]其中，所述第一电压信号为周期性变化的电压信号。
[0016]其中，在所述第一电压信号控制下，所述多纵模激光器输出的η个等间隔光波长变化范围相互不重叠，所述η个可调谐滤波器的波长调谐范围相互不重叠，所述多纵模激光器输出的η个光波长与η个可调谐滤波器的透射波长一一对应相等，且单个可调谐滤波器的波长调谐范围与多纵模激光器输出的单个光波长变化范围一致。
[0017]一种波长解调系统，该系统包括:
[0018]光波长输出模块,用于在第一电压信号控制下,多纵模激光器输出η个周期性变化的等间隔光波长，并入射至光纤光栅传感器通道；
[0019]光纤光栅传感器模块，用于光纤光栅传感器通道中的各光纤光栅传感器对入射光中匹配的波长进行反射，反射光中包含多个光纤光栅传感器的波长信息；
[0020]光功分模块，反射光经功分器分配后分别耦合至η个可调谐滤波器；
[0021]解调模块，用于在光波长输出模块所述的第一电压信号的同步控制下，η个可调谐滤波器对光功分模块输出的均分反射光同时进行波长滤波解调，得到多个光纤光栅传感器的反射波长值。
[0022]其中，所述光纤光栅传感器模块用于当入射光波长和某个光纤光栅传感器的中心波长匹配时，该入射光被反射。
[0023]其中，所述解调模块用于在光波长输出模块所述的第一电压信号的同步控制下，η个可调谐滤波器透射波长间隔相等，且同步调谐，η个透射波长与多纵模激光器输出的η个等间隔光波长一一对应相等，且同步变化，利用η个可调谐滤波器，对功分器输出的η个功率均分反射光波长同时进行波长解调，同时得到多个光纤光栅传感器的反射波长值。
[0024]本发明至少具有如下的有益效果:
[0025]1、在本发明中，利用多纵模激光器及η个可调谐滤波器对多个光纤光栅传感器的波长同时进行波长解调，得到多个光纤光栅传感器的反射波长值，该发明能够实现多个波长的同步解调，提高了解调效率。
[0026]2、在本发明中，多纵模激光器和可调谐滤波器在电压信号的同步控制下实现同步调谐，使得输出光功率损耗减少。
[0027]3、在本发明中，激光源可以使用价格较便宜的多纵模激光器，因而可以实现低成本波长解调。
[0028]当然，实施本发明的任一方法或产品不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本发明实施例1中波长解调方法的流程图；
[0031]图2是本发明实施例1中提到的多纵模激光器波长变化示意图；
[0032]图3是本发明实施例1中提到的可调谐滤波器滤波特性变化示意图；
[0033]图4是本发明实施例2中波长解调系统的结构示意图；
[0034]图5是本发明实施例3中一种具体的波长解调系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]实施例1
[0037]本发明实施例1提出了一种波长解调方法，参见图1，包括如下步骤:
[0038]步骤101:在第一电压信号控制下，多纵模激光器输出η个周期性变化的等间隔光波长，并入射至光纤光栅传感器通道。
[0039]在本步骤中，在第一电压信号控制下，多纵模激光器输出η个周期性变化的等间隔光波长，模拟特定波长区间内连续波长光信号的输出，并入射至光纤光栅传感器通道；其中，多纵模激光器输出η个周期性变化的等间隔光波长，且一个光波长的变化范围与相邻光波长的变化范围相互无缝邻接。另外，第一电压信号为周期性变化的电压信号，用来实现多纵模激光器波长和可调谐滤波器滤波波长的同步变化。
[0040]步骤102:光纤光栅传感器通道中的各光纤光栅传感器对入射光中匹配的波长进行反射，反射光中包含多个光纤光栅传感器的反射波长信息。
[0041]在本步骤中，光纤光栅传感器通道中串联的多个光纤光栅传感器对多纵模激光器输出η个周期性变化的等间隔光波长进行反射，具体为当入射光波长和某个光纤光栅传感器的中心波长匹配时，该入射光被反射。
[0042]步骤103:反射光经功分器均分后分别耦合至η个可调谐滤波器。在本步骤中，反射回来的光输入到1:η的功分器中，输入到功分器中的光被均分后分别耦合至η个可调谐滤波器。
[0043]步骤104:在步骤101所述第一电压信号的同步控制下，η个可调谐滤波器对功分器输出的均分反射光同时进行波长滤波解调，得到多个光纤光栅传感器的反射波长值。
[0044]在本步骤中，在步骤101所述第一电压信号的同步控制下，η个可调谐滤波器透射波长间隔相等，且同步调谐，η个透射波长与多纵模激光器输出的η个等间隔光波长一一对应相等，且同步变化，利用η个可调谐滤波器，对功分器输出的η个功率均分反射光波长同时进行波长解调，同时得到多个光纤光栅传感器的反射波长值。
[0045]其中，在所述第一电压信号控制下，所述多纵模激光器输出的η个等间隔光波长变化范围相互不重叠，所述η个可调谐滤波器的波长调谐范围相互不重叠，所述多纵模激光器输出的η个光波长与η个可调谐滤波器的透射波长一一对应相等，且单个可调谐滤波器的波长调谐范围与多纵模激光器输出的单个光波长变化范围一致。
[0046]多纵模激光器输出的第η个光波长的变化范围为λη?λη+Λ λ ;其中λη为第一电压信号为O时第η的光波的波长，Δ λ为多纵模激光器输出的相邻两个光波之间的波长间隔，参见图2。
[0047]对于η个可调谐滤波器，第η个可调谐滤波器透射波长的变化范围同样为λ η?λη+Δ λ，其中λ ^为第一电压信号为O时第η个可调谐滤波器的透射光波长，Δ λ为相邻两个可调谐滤波器透射波长的间隔，参见图3。
[0048]可见，在本发明实施例中，利用多纵模激光器及η个可调谐滤波器对多个光纤光栅传感器的波长同时进行波长滤波解调，得到多个光纤光栅传感器的反射波长值，该发明实施例能够实现多个波长的同步解调，提高了解调效率。
[0049]另外，多纵模激光器和可调谐滤波器在电压信号的同步控制下实现同步调谐，使得输出光功率损耗减少。
[0050]在本发明实施例中，激光源使用价格较便宜的多纵模激光器，因而可以实现低成本解调。
[0051]实施例2
[0052]本发明实施例还提出了一种波长解调系统，参见图4，该系统包括:
[0053]光波长输出模块401,用于在第一电压信号控制下,多纵模激光器输出η个周期性变化的等间隔光波长，并入射至光纤光栅传感器通道；
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