测范围。其中，可调谐F-P腔滤波器的个数和单个可调谐F-P腔滤波器的动态调谐范围决定了光波长探测器的探测范围。另外，本实施例提出的光波长探测器将多个可调谐F-P腔滤波器集成在一起，体积小，方便应用。
[0048]本发明实施例还提出了一种应用上述实施例所述光波长探测器的光波长探测系统，参见图6,包括如下:
[0049]宽带光源1、耦合器2、光纤3、光纤传感器阵列4 (也称FBG传感器阵列)、功分器5、可调谐F-P腔滤波器调谐电源6、光波长探测器7、光电检测器阵列8和数据处理单元9。另外，图中10为宽带光源经过光纤传感器阵列4反射回来的光信号，图中11为周期电压控制信号。
[0050]其中，所述宽带光源I与耦合器2的第一接口相连；
[0051]所述耦合器2的第二接口和第三接口分别与光纤传感器阵列4和功分器5的第一接口相连；
[0052]所述功分器5的第二接口与所述光波长探测器相连；
[0053]所述光波长探测器7还分别与光电检测器阵列8和可调谐F-P腔滤波器调谐电源6相连；
[0054]所述数据处理单元9分别与所述光电检测器阵列8和可调谐F-P腔滤波器调谐电源6相连。
[0055]本发明实施例还提出了一种利用上述实施例所述的光波长探测系统的光波长探测方法，参见图7，包括如下步骤:
[0056]步骤701:所述数据处理单元控制可调谐F-P腔滤波器调谐电源输出周期性电压，并同步加载到所述光波长探测器中的η个F-P腔滤波器的调谐电极上；
[0057]在本步骤中，数据处理单元控制可调谐F-P腔滤波器调谐电源输出周期性电压，同步加载到并行宽带光光波长探测器中多个F-P腔滤波器的调谐电极上。例如采用锯齿形周期电压控制多个可调谐F-P腔滤波器的透射波长周期性变化。以透射波长λ 光波为例，在调谐电压的作用下波长会由入1逐渐增到λ 2，再逐渐减小为X1，完成一次周期变化，单个F-P腔滤波器透射波波长变化示意图如图4所示。
[0058]步骤702:所述宽带光源发出的光经过耦合器到达光纤传感器阵列。
[0059]步骤703:被光纤传感器阵列反射的波长经耦合器到达1:η功分器进行分路，被分成功率相等或不等的η束光，进入到所述光波长探测器中。
[0060]在本步骤中，参见图6，所述宽带光源发出的光经过耦合器到达光纤传感器阵列后，不同的光纤传感器将不同波长的光进行反射，被反射的波长经耦合器到达功分器，被分成功率相等或不等的η束光，进入到所述光波长探测器中。
[0061]步骤704:所述光波长探测器对同时输入的η束光信号进行滤波。
[0062]在本步骤中，η束光信号经光波长探测器一端的η个光输入口进入到η个F-P腔滤波器中，当光信号的某一个波长在进入的F-P腔滤波器的调谐波长范围之内，且与F-P腔滤波器的滤波特性匹配时(即光信号的某一波长等于周期电压控制信号下的F-P腔滤波器的透射波长时)，F-P腔滤波器输出该波长的光。
[0063]步骤705:滤波后的光信号经过光电检测器和数据处理单元的处理，输出若干个解调波长。
[0064]在本步骤中，经过光波长探测器中η个F-P腔滤波器滤波后的光进入到光电检测器阵列中的η个光电检测器中，若某个F-P腔滤波器有波长输出，则对应的光电检测器输出的电流增大，数据处理单元同步监测η个光电检测器的电流变化，若光电检测器的电流增大超过设定的阈值时，存储该光电检测器的序号值，同时读取数据处理单元中存储的F-P腔滤波器调谐电源输出的电压信息，根据数据处理单元中设定的特定序号的光电检测器对应电压和解调波长的关系，输出对应的解调波长。
[0065]可见，在本实施例中，由于由厚度呈阶梯变化的多个可调谐F-P腔滤波器组成的光波长探测器具有比较大的光波探测范围，因此利用该光波长探测器组成的光波长探测系统可以实现宽带范围内的波长探测(解调)，同时，由于多个可调谐F-P腔滤波器组成的光波长探测器具有同时接受光源进行解调的能力，所以利用上述光波长探测器组成的光波长探测系统实现的光波长探测方法可以实现多个波长的同步解调，提高了解调效率。
[0066]本实施例中，使用同一个调谐电压对多个不同厚度的可调谐F-P腔滤波器进行调节，使得其同步效果较好。
[0067]以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种光波长探测器，其特征在于，该光波长探测器由η个可调谐F-P腔滤波器并行排列组成，所述η个可调谐F-P腔滤波器的谐振腔厚度呈阶梯分布； 所述光波长探测器一端设置有η个光输入口用于接收η路光信号以作为所述η个可调谐F-P腔滤波器的输入； 所述光波长探测器另一端设置η个光输出口用于输出η个波长的光信号； 所述η个可调谐F-P腔滤波器在外部可调谐电源控制下周期性调谐F-P腔滤波器通带波长。
2.根据权利要求1所述的光波长探测器，其特征在于，所述可调谐F-P腔滤波器由一对DBR反射镜和金属加热电极组成，其中一对DBR反射镜构成F-P腔，金属加热电极与外部周期电压信号相连，用于控制F-P腔滤波器的输出波长。
3.一种应用权利要求2所述的光波长探测器的光波长探测系统，其特征在于，该系统包括:宽带光源、耦合器、光纤、光纤传感器阵列、功分器、光波长探测器、光电检测器阵列、可调谐F-P腔滤波器调谐电源和数据处理单元， 其中，所述宽带光源与耦合器的第一接口相连； 所述耦合器的第二接口和第三接口分别与光纤传感器阵列和功分器的第一接口相连； 所述功分器的第二接口与所述光波长探测器相连； 所述光波长探测器还分别与光电检测器阵列和可调谐F-P腔滤波器调谐电源相连； 所述数据处理单元分别与所述光电检测器阵列和可调谐F-P腔滤波器调谐电源相连。
4.一种利用权利要求3所述光波长探测系统的光波长探测方法，其特征在于，该方法包括: 51:所述数据处理单元控制可调谐F-P腔滤波器调谐电源输出周期性电压，并同步加载到所述光波长探测器中的η个F-P腔滤波器的调谐电极上； 52:所述宽带光源发出的光经过耦合器到达光纤传感器阵列； 53:被光纤传感器阵列反射的波长经耦合器到达1:η功分器进行分路，被分成功率相等或不等的η束光，进入到所述光波长探测器中； 54:所述光波长探测器对同时输入的η束光信号进行滤波； 55:滤波后的光信号经过光电检测器和数据处理单元的处理，输出若干个解调波长。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括: η束光信号经光波长探测器一端的η个光输入口进入到η个F-P腔滤波器中，当光信号的某一个波长在进入的F-P腔滤波器的调谐波长范围之内，且与F-P腔滤波器的滤波特性匹配时，对应的F-P腔滤波器输出特定波长的光。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S5包括: 经过光波长探测器中η个F-P腔滤波器滤波后的光进入到光电检测器阵列中的η个光电检测器中，若某个F-P腔滤波器有波长输出，则对应的光电检测器输出的电流增大，数据处理单元同步监测η个光电检测器的电流变化，若光电检测器的电流增大超过设定的阈值时，存储该光电检测器的序号值，同时读取数据处理单元中存储的F-P腔滤波器调谐电源输出的电压信息，根据数据处理单元中设定的特定序号的光电检测器对应电压和解调波长的关系，输出对应的解调波长。
【专利摘要】本发明提供了一种光波长探测器，该光波长探测器由n个可调谐F-P腔滤波器并行排列组成，所述n个可调谐F-P腔滤波器的谐振腔厚度呈阶梯分布；所述光波长探测器一端设置有n个光输入口用于接收n路光信号以作为所述n个可调谐F-P腔滤波器的输入；所述光波长探测器另一端设置n个光输出口用于输出n路经滤波透射的光信号；所述n个可调谐F-P腔滤波器在外部可调谐电源控制下周期性调谐F-P腔滤波器通带波长。本发明能够实现多个光波长的同时解调，同时本发明还具有低成本、高集成度、体积小、便携化的特点。
【IPC分类】G01D5-353
【公开号】CN104880208
【申请号】CN201410069645
【发明人】张治国, 孙艳飞, 李星谕, 陈雪, 王立芊, 张民
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月27日