专利名称：基于光纤光栅的无源比例解调方法及解调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于光纤光栅(FBG)的解调系统，更具体的说，是涉及一种基于 光纤光栅的无源比例解调系统。
背景技术：
目前，对于光纤光栅(FBG)的解调，即测量光纤光栅波长的变化，传统的方法是直 接采用光谱仪测量波长的变化。这种方法有一定的局限性一是测量精度低；二是体积大， 不适用于现场测量；三是价格昂贵。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种精度到、线性度好、稳定性强 的基于光纤光栅的无源比例解调方法及解调系统。本发明通过下述技术方案实现一种基于光纤光栅的无源比例解调方法，包括下述步骤(1)宽带光源发出的光耦合入光纤后，经第一 3dB光纤耦合器到达光纤光栅后，带 宽为Δ λ、波长为λ Β的光被FBG反射回来，反射回来的光经过第一 3dB光纤耦合器分为两 束，一束与宽带光源的入射光重合，另一束进入第二 3dB光纤耦合器；被第二 3dB光纤耦合 器分为两束，一束光作为参考光直接送入第一光电探测器，另一束光通过波分复用器后被 送入第二光电探测器；(2)第一光电探测器与第二光电探测器将光信号进行模数转换后输入给微控制 器，微控制器对两路信号相除后，得到与光纤光栅中心波长有关的输出值，即波长移动量 Δ λ。一种基于光纤光栅的无源比例解调系统，其特征在于，包括宽带光源、第一 3dB光 纤耦合器、第二 3dB光纤耦合器、光纤光栅、粗波分复用器、第一光电探测器、第二光电探测 器、微控制器，所述宽带光源通过光纤与第一 3dB光纤耦合器的第一端连接，所述第一 3dB 光纤耦合器的第二端通过光纤与光纤光栅连接，所述第一 3dB光纤耦合器的第三端通过光 纤与第二 3dB光纤耦合器第一端连接，所述第二 3dB光纤耦合器的第二端与第一光电探测 器的输入端连接，所述第二 3dB光纤耦合器的第三端通过粗波分复用器与第二光电探测器 的输入端连接，所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别与微控制器的信号输 入端连接；所述宽带光源、第一 3dB光纤耦合器、光纤光栅位于同一直线上，所述第二 3dB光 纤耦合器位于接收所述第一 3dB光纤耦合器所分出的光的位置。本发明具有下述技术效果本发明的基于光纤光栅的无源比例解调方法利用波分复用器对不同波长的光，其 透过率发生变化的特性来鉴别波长的移动，从而达到对光纤光栅的解调。在粗波分复用器 的工作范围内，每一个波长对应一个透过率，因此，检测透过率，便可以反推出波长信息。同 时利用双光路探测消除光源功率波动的影响，得到的结果精度高、线性度好、稳定性强。本发明的解调系统结构简单，体积小、成本低，可以应用于便携式光纤仪器上。
图1为本发明基于光纤光栅的无源比例解调系统的原理图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。本发明的基于光纤光栅的无源比例解调方法，包括下述步骤(1)宽带光源发出的光耦合入光纤后，经第一 3dB光纤耦合器到达光纤光栅后，带 宽为Δ λ、波长为λ Β的光被FBG反射回来，反射回来的光经过第一 3dB光纤耦合器分为两 束，一束与宽带光源的入射光重合，另一束进入第二 3dB光纤耦合器；被第二 3dB光纤耦合 器分为两束，一束光作为参考光直接送入第一光电探测器，另一束光通过波分复用器后被 送入第二光电探测器。(2)第一光电探测器与第二光电探测器将光信号进行模数转换后输入给微控制 器，微控制器对两路信号相除后，得到与光纤光栅中心波长有关的输出值，即波长移动量 Δ λ。图1为本发明基于光纤光栅的无源比例解调系统的原理图，包括宽带光源、第一 3dB光纤耦合器、第二 3dB光纤耦合器、光纤光栅、粗波分复用器、第一光电探测器、第二光 电探测器、微控制器，所述宽带光源通过光纤与第一 3dB光纤耦合器的第一端连接，所述第
一3dB光纤耦合器的第二端通过光纤与光纤光栅连接，所述第一 3dB光纤耦合器的第三端 通过光纤与第二 3dB光纤耦合器第一端连接，所述第二 3dB光纤耦合器的第二端与第一光 电探测器的输入端连接，所述第二 3dB光纤耦合器的第三端通过粗波分复用器与第二光电 探测器的输入端连接，所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别与微控制器的 信号输入端连接；所述宽带光源、第一 3dB光纤耦合器、光纤光栅位于同一直线上，所述第
二3dB光纤耦合器位于接收所述第一 3dB光纤耦合器所分出的光的位置。本系统所使用的3dB光纤耦合器为1X2具有50 50分光比带FC/PC接口形式 的单模光纤耦合器(波长1550nm&1310nm)。粗波分复用器为1 X 2带FC/PC接口形式的单 模光纤波分复用器。宽带光源发出的光直接照到第一 3dB光纤耦合器上，经第一 3dB光纤耦合器到达 光纤光栅(FBG)后，带宽为Δ λ、波长为λ Β的光被FBG反射回来。返回光经过第一 3dB光 纤耦合器分光后，一束光进入第二 3dB光纤耦合器被第二个3dB光纤耦合器分为两束，一束 光作为参考光直接送入第一光电探测器，另一束光通过一粗波分复用器后被送入第二光电 探测器。这两束出射光分别经过各自的光电探测器变成电信号，再经过微控制器处理，最 后，得到与光纤光栅中心波长有关的输出值，即波长移动量Δ λ。尽管参照实施例对所公开的涉及基于光纤光栅的无源比例解调方法及解调系统 进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神 和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种基于光纤光栅的无源比例解调方法，包括下述步骤(1)宽带光源发出的光耦合入光纤经第一3dB光纤耦合器到达光纤光栅后，带宽为 Δ λ、波长为λ Β的光被FBG反射回来，反射回来的光经过第一 3dB光纤耦合器分为两束， 一束与宽带光源的入射光重合，另一束进入第二 3dB光纤耦合器，被第二 3dB光纤耦合器分 为两束，一束光作为参考光直接送入第一光电探测器，另一束光通过波分复用器后被送入 第二光电探测器；(2)第一光电探测器与第二光电探测器将光信号进行模数转换后输入给微控制器，微 控制器对两路信号相除后，得到与光纤光栅中心波长有关的输出值，即波长移动量Δ λ。
2.—种权利要求1所述的基于光纤光栅的无源比例解调方法所使用的解调系统，其特 征在于，包括宽带光源、第一 3dB光纤耦合器、第二 3dB光纤耦合器、光纤光栅、粗波分复用 器、第一光电探测器、第二光电探测器、微控制器，所述宽带光源通过光纤与第一 3dB光纤 耦合器的第一端连接，所述第一 3dB光纤耦合器的第二端通过光纤与光纤光栅连接，所述 第一 3dB光纤耦合器的第三端通过光纤与第二 3dB光纤耦合器第一端连接，所述第二 3dB 光纤耦合器的第二端与第一光电探测器的输入端连接，所述第二 3dB光纤耦合器的第三端 通过粗波分复用器与第二光电探测器的输入端连接，所述第一光电探测器和第二光电探测 器的输出端分别与微控制器的信号输入端连接；所述宽带光源、第一 3dB光纤耦合器、光纤 光栅位于同一直线上，所述第二 3dB光纤耦合器位于接收所述第一 3dB光纤耦合器所分出 的光的位置。
全文摘要
本发明公开了一种基于光纤光栅的无源比例解调方法及解调系统，旨在提供一种精度高、线性度好、稳定性强的解调方法及系统。宽带光源发出的光耦合入光纤后，经第一3dB光纤耦合器到达光纤光栅后，带宽为Δλ、波长为λB的光被FBG反射回来；经过第一3dB光纤耦合器分为两束，一束与宽带光源的入射光重合，另一束进入第二3dB光纤耦合器被第二3dB光纤耦合器分为两束，一束光作为参考光送入第一光电探测器，另一束光通过波分复用器被送入第二光电探测器；第一光电探测器与第二光电探测器将光信号转换成电信号输入给微控制器，处理后得到与光纤光栅中心波长有关的输出值。该方法利用双光路探测消除光源功率波动的影响，得到的结果精度高、线性度好、稳定性强。
文档编号G02F2/00GK102109733SQ200910312128
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者苏晓波 申请人:天津市拓普仪器有限公司