專利名稱：高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)及其解調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)及其解調(diào)方 法，主要用于波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器的波長(zhǎng)解調(diào)，屬于光 纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖傳感技術(shù)是以光為載體、光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界信號(hào)的新型傳感技術(shù)根據(jù)傳遞外界信息的光波特征參量不同光纖傳感器可以分為波長(zhǎng)調(diào)制、振幅調(diào)制、相位調(diào)制和偏振態(tài)調(diào)制等類型基于波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器與其他光纖傳感器相比較，有抗干擾能力強(qiáng)、傳感探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小和便于組網(wǎng)復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)，因此波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器在光纖傳感中應(yīng)用最為廣泛。最典型的波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器即為光纖光(FBG)傳感器o近年來出現(xiàn)了以光纖光柵激光器作為傳感元件的新代傳感器，它利用光纖光孤 柵的反射特性和選頻作用，通過在一段高增益有源光纖寫入光纖光柵形成光 纖激光器結(jié)構(gòu)。它作為 一 種新型的波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器， 除了具有普通無源光纖光柵的優(yōu)點(diǎn)之外，它輸出的信 號(hào)具有極窄的線寬(可以達(dá)到KHZ量級(jí))，對(duì)外界的變 化十分敏感，因此對(duì)波長(zhǎng)解調(diào)提出了更高的要求。對(duì)于波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器有很多的解調(diào)方法，巨前在實(shí)際工程中使用的主要有色散法、F-P濾波器法、匹配光柵法、邊緣濾波器法等，這勝方法的最高波長(zhǎng)分辨率約為0 . 1 pm。要達(dá)到更高的分辨率，必須采用干涉的方法，傳感頭波長(zhǎng)的變化經(jīng)過非平衡千涉儀后轉(zhuǎn)化為相位變化，通過高分辨率的相位解調(diào)技術(shù)還原波長(zhǎng)的變化，能夠達(dá)到1 0 - 6 pm甚至更高的波長(zhǎng)分辨率基于干涉式的波長(zhǎng)解調(diào)方法主要有相位跟蹤法和X 3耦合器法。相位跟蹤法是在干涉儀的一個(gè)臂上引入相位調(diào)制器，干涉儀輸出信號(hào)經(jīng)過相位補(bǔ)償電路后對(duì)其進(jìn)行反饋控制>產(chǎn)生相位補(bǔ)償，使得干涉儀的兩臂的相位差為n /，即干涉儀工作在正交狀態(tài)下，此時(shí)傳感器波長(zhǎng)的變化量與探測(cè)器輸出的電壓變化成正比相位跟蹤法的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，解調(diào)速度快，其缺點(diǎn)是檢測(cè)大信號(hào)時(shí)失真嚴(yán)重，解調(diào)結(jié)果與光強(qiáng)相關(guān)，且在組網(wǎng)復(fù)用中，由于每 一 路傳感器的干涉信號(hào)初始相位漂移不同，因此每-路傳感器需要單獨(dú)的干涉儀和補(bǔ)償電路，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。3X3耦合器法將干涉儀輸出端的2X 2魏厶 稱 口器換成3X3耦合器，根據(jù)3 X 3耦合器的性臺(tái)'匕 目匕，可知此時(shí)輸出的三路信號(hào)之間將會(huì)有1 2 Q °相差o 通過三路信號(hào)同時(shí)探測(cè)處理，可使系統(tǒng)保持恒定的相位靈敏度，解調(diào)結(jié)果將與傳感器波長(zhǎng)呈線性關(guān)系。采用3 X3 親合器法實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)解調(diào)，其干涉儀中不需要有源器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可采用數(shù)字化的方案進(jìn)行信號(hào)處理，算法運(yùn)算量小。其缺點(diǎn)是3 X 3耦合器自身的分光比和穩(wěn)定性將對(duì)解調(diào)結(jié)果產(chǎn)生影響，并且由于采用3 X3耦合器方案每通道需要3個(gè)探測(cè)器同時(shí)接收，增加了系統(tǒng)的復(fù)用組網(wǎng)復(fù)雜程度。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供—種高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)與解調(diào)方法，本發(fā)明具有分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大、響應(yīng)速度快、工作穩(wěn)定可罪和易于復(fù)用組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明一種高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括一波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器；
一第一l X2耦合器，該第一l X2耦合器的輸入
端與波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器的輸出端相連接，作為非平衡
光纖干涉儀的輸入端；
第二l X2耦合器，該第二l X2耦合器的輸入
端與第一 1 X 2耦合器的輸出端相連接，作為非平衡光
纖干涉儀的輸出端；
一相位調(diào)制器，該相位調(diào)制器的輸入端與第一 1X
2凄里 不內(nèi) n器的輸出端相連接，該相位調(diào)制器的輸出端與
第二 iX 2耦合器的輸入端相連接，用于提供相位載波
信號(hào)；
—光電探測(cè)器，將干涉儀輸出光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信
號(hào)
一信號(hào)處理模塊，該信號(hào)處理模塊與第二1X2耦
合器之間串接光電探測(cè)器，用于將待測(cè)信號(hào)從干涉信
號(hào)中解調(diào)出來；
一正弦信號(hào)發(fā)生器，該正弦信號(hào)發(fā)生器的輸出端
與相位調(diào)制器連接，該正弦信號(hào)發(fā)生器的輸入端與信
號(hào)處理模塊連接，為相位調(diào)制器和信號(hào)處理模塊提供
正弦調(diào)制信號(hào)。
其中第一l X2耦合器與第二l X2耦合器的分
光比為5 0:5 0 。其中相位調(diào)制器選用纏繞有光纖的壓電換能器。
其中信號(hào)處理模塊選用模擬電路實(shí)現(xiàn)，或者選用 軟件的方法或嵌入式處理器來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)方法，采用權(quán) 利要求l所述的高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于， 其中包括如下步驟
步驟l:波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器發(fā)出的光進(jìn)入非平衡 光纖干涉儀，傳感器波長(zhǎng)的變化轉(zhuǎn)化為干涉信號(hào)相位 的變化；
步驟2 :使用相位調(diào)制器對(duì)干涉儀的相位進(jìn)行高 頻相位調(diào)制，克服由于初始相位漂移對(duì)信號(hào)檢測(cè)靈敏 度的影響；
步驟3:使用光電探測(cè)器將干涉儀輸出光強(qiáng)信號(hào) 轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；
步驟4 :采用相位產(chǎn)生載波算法將傳感器波長(zhǎng)變 化解調(diào)出來。
其中非平衡光纖干涉儀選擇馬赫曾德干涉儀或邁 克爾遜干涉儀。
其中相位調(diào)制的幅度為2 . 6 4 r ad ，調(diào)制頻率范 圍為5 — 2 0 KHz 。
其中相位產(chǎn)生載波算法的流程為光電探測(cè)器4檢測(cè)，號(hào)輸入乘法模塊，輸出兩路混頻信號(hào)，再進(jìn)入
低通濾波模塊濾除高頻成分、然后進(jìn)入歸 一 化模塊進(jìn)
行歸化操作、接下來進(jìn)入微分交叉相乘模塊得到微
分信號(hào)，最后進(jìn)入積分高通濾波模塊得到解調(diào)結(jié)果。
其中乘法模塊包含兩個(gè)乘法器，輸入信號(hào)分別與
相位調(diào)制信號(hào)和相位調(diào)制二倍頻信號(hào)相乘，輸出兩路
混頻信號(hào)
其中低通濾波模塊包含兩個(gè)低通濾波器，分別濾
除兩路混頻信號(hào)的高頻成分。
其中歸一化模塊包含一個(gè)平方和運(yùn)算、平方根運(yùn)
算和兩個(gè)除法器，輸入的兩路信號(hào)經(jīng)過平方和運(yùn)算后
進(jìn)行平方根運(yùn)算得到歸 一 化系數(shù)，然后輸入的兩路信
號(hào)分別通過除法器除以該系數(shù)，輸出兩路歸一化的信
號(hào)。
其中微分交叉相乘模塊包含兩個(gè)微分器、兩個(gè)乘
法器與個(gè)減法器，輸入的兩路信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)微分器
后進(jìn)入乘法器進(jìn)行交叉相乘，得到的兩路信號(hào)進(jìn)入減
法器后，輸出一路微分信號(hào)。
中還包含一個(gè)積分器與一個(gè)高通濾波器，輸入
的一路信號(hào)經(jīng)過積分器后，再進(jìn)入高通濾波器，輸出
解調(diào)結(jié)果
本發(fā)明基于相位產(chǎn)生載波(PGC )的高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)與解調(diào)方法具有
涉式的解調(diào)原理，將波長(zhǎng)
檢測(cè)，因此系統(tǒng)波長(zhǎng)分辨
度快由于本方法可消除
系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠；而且
相位進(jìn)主動(dòng)調(diào)制的方法
穩(wěn)定的工作占 "、、，因此口雲(yún) 八而
實(shí)現(xiàn)傳感腿 滯的多點(diǎn)波分復(fù)
需要一個(gè)光電探測(cè)益檢測(cè)
組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。


為進(jìn)步說明本發(fā)明
實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如
圖1是基于馬赫曾德
統(tǒng)結(jié)構(gòu)示思圖
圖2是基于邁克耳遜
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示思圖
圖3是相位產(chǎn)生載波
具體實(shí)施例方式
如下優(yōu)點(diǎn) 由于系統(tǒng)基于干
變化轉(zhuǎn)化為相位變化再進(jìn)行
率高、動(dòng)態(tài)范圍大、響應(yīng)速
傳感頭光功率的因素，所以
由于系統(tǒng)采用對(duì)干涉儀初始
使干涉儀的靈敏度處在較
要單個(gè)干涉儀就能夠簡(jiǎn)單的
用，同時(shí)，每路傳感器/ 、
，因此本發(fā)明具有易于復(fù)用
的具體技術(shù)內(nèi)容以下結(jié)合
后，其中:
干涉儀的咼分辨波長(zhǎng)解調(diào)系
干涉儀的高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)
(PGC)解調(diào)算法的方框圖。通過結(jié)合附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和更容易理解
請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明 一 種高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)
系統(tǒng)，其特征在于，包括-
一波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器1 ;
一第一 1X2耦合器2，該第一1X2耦合器2的
輸入端與波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器1的輸出端相連接，作為
非平衡光纖干涉儀的輸入端；
一第二 1X2耦合器3 ，該第二 1 X 2耦合器3的
輸入端與第一1X2耦合器2的輸出端相連接，作為非
平衡光纖干涉儀的輸出端；
其中第一1X2耦合器2與第二l X2耦合益3
的分光比為50:50;
一相位調(diào)制器6 ，該相位調(diào)制器6的輸入端與第
—1 X 2耦合器2的輸出端相連接，該相位調(diào)制器6的
輸出端與第二1X2耦合器3的輸入端相連接，用于提
供相位載波信號(hào);該相位調(diào)制器6選用纏繞有光纖的
壓電換能器；
一光電探測(cè)器4，將干涉儀輸出光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電
信號(hào)；
一信號(hào)處理模塊5 ，該信號(hào)處理模塊5與第二1X2孝禺合器3之間串接光電探測(cè)器4，用于將待測(cè)信號(hào)
從干涉信5 中解調(diào)出來；該信號(hào)處理模塊5選用模擬
電路實(shí)現(xiàn)，或者選用軟件的方法或嵌入式處理器來實(shí)
現(xiàn)
正弦信號(hào)發(fā)生器7 ，該正弦號(hào)發(fā)生器7的輸
出端與相位調(diào)制器6連接，該正弦信號(hào)發(fā)生器7的輸
入端與信號(hào)處理模塊5連接，為相位調(diào)制器6禾口信號(hào)
處理模塊5提供正弦調(diào)制信號(hào)
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1所示，本發(fā)明一種高分辨率波長(zhǎng)
解調(diào)方法，其是釆用前述的高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)，
其中包括如下步驟
步驟1 :波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器1發(fā)出的光進(jìn)入非平
衡光纖干涉儀，傳感器波長(zhǎng)的變化轉(zhuǎn)化為干涉信號(hào)相
位的變化;該非平衡光纖干涉儀選擇馬赫曾德干涉儀
或邁克爾遜干涉儀；
步驟2 :使用相位調(diào)制器6對(duì)干涉儀的相位進(jìn)行
咼頻相位調(diào)制克服由于初始相位漂移對(duì)信號(hào)檢測(cè)靈
敏度的影響；該相位調(diào)制的幅度為2.6 4 rad ，調(diào)制
頻率范圍為5—2 0 KHz;
步驟3 :使用光電探測(cè)器4將干涉儀輸出光強(qiáng)信
號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)
步腿 莉4 :采用相位產(chǎn)生載波算法將傳感器波長(zhǎng)變化解調(diào)出來，該相位產(chǎn)生載波算法的流程為:光電探測(cè)器4檢測(cè)l口號(hào)輸入乘法模塊，輸出兩路混頻信號(hào)，再進(jìn)入低通濾波模塊濾除高頻成分、然后進(jìn)入歸化模塊進(jìn)行歸一化操作、接下來進(jìn)入微分交叉相乘模塊得到微分信號(hào)，最后進(jìn)入積分高通濾波模塊得到解調(diào)結(jié)果其中乘法模塊包含兩個(gè)乘法器，輸入信號(hào)分別與相位調(diào)制信號(hào)和相位調(diào)制二倍頻<蘭號(hào)相乘，輸出兩路混頻信號(hào)該低通濾波模塊包含兩個(gè)低通濾波器，分別濾除兩路混頻信號(hào)的高頻成分該歸化模塊包含個(gè)平方和運(yùn)算、平方根運(yùn)算和兩個(gè)除法器，輸入的兩路信號(hào)經(jīng)過平方和運(yùn)算后進(jìn)行平方根運(yùn)算得到歸化系數(shù)，然后輸入的兩路信號(hào)分別通過除法益除以該系數(shù)，輸出兩路歸化的信號(hào)該微分交叉相乘模塊包含兩個(gè)微分器、兩個(gè)乘法器與—個(gè)減法器，輸入的兩路信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)微分器后進(jìn)入乘法器進(jìn)行交叉相乘，得到的兩路號(hào)進(jìn)入減法益后，輸出路微分信號(hào)該還包含個(gè)積分器與一個(gè)咼通濾波器，輸入的路信號(hào)經(jīng)過積分器后，再進(jìn)入高通濾波器，輸出解調(diào)結(jié)果。請(qǐng)結(jié)合參閱圖1為本發(fā)明高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)的基于馬赫幽 曰德干涉儀結(jié)構(gòu)的實(shí)施例該實(shí)施例由第1X2稱合器2、相位調(diào)制器6 、第二:iX2耦合器、光電探測(cè)器4 、正弦信號(hào)發(fā)生器7 、信號(hào)處理模塊5組成，其連接結(jié)構(gòu)是第一1X2規(guī)a 不內(nèi)口器2的輸入端連接波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器1 ，兩個(gè)輸出端分別連接相位調(diào)制器6光纖輸入端和第二1X2稱合器3的—個(gè)輸入端，相位調(diào)制器6的光纖輸出端與第二X2稱合班 益3的另一個(gè)輸入端相連接，第二 1X2耦合器3的輸出端連接光電探測(cè)器4 ;探測(cè)器將光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后進(jìn)入信號(hào)處理模塊5進(jìn)行解調(diào)；正弦信號(hào)發(fā)生器7產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)分為兩路， 一 路控制相位調(diào)制器6，另一路進(jìn)入信號(hào)處理模塊5 。圖2為本發(fā)明高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)的基于邁克爾遜干涉儀結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。該實(shí)施例由1 X2耦合器12、第一反射鏡l 3、第二反射鏡14 、相位調(diào)制器15 、正弦信號(hào)發(fā)生器1 6 、信號(hào)處理模塊17與光電探測(cè)器18組成，其連接結(jié)構(gòu)是1X 2耦合器12的輸入端連接波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器11， 兩個(gè)輸出端分別連接相位調(diào)制器1 5光纖輸入端和反射鏡13的光纖輸入端，相位調(diào)制器1 5的光纖輸出端與第反射鏡1 4的光纖輸入端相連接，1 X2耦合器12的另—輸、 ^山 入頓連接光電探測(cè)器1 8 ;探測(cè)器將光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后進(jìn)入信號(hào)處理模塊1 7進(jìn)行解調(diào)；正弦信號(hào)發(fā)生器16產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)分為兩路一路控.制相位調(diào)制腿 益5，另- 路進(jìn)入信號(hào)處理模塊7 。高分丄i丄 辨率的波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)的工作原理是波長(zhǎng)調(diào)制型傳感班 器發(fā)出的光信號(hào)進(jìn)入非平衡光纖干涉儀，傳感器波長(zhǎng)的變化A入轉(zhuǎn)化為相位的變化A (J)s，經(jīng)過光電探測(cè)器后轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn)入信號(hào)處理模塊由于受到外界環(huán)境的干擾，千涉儀的初始相位將發(fā)生緩慢漂移，為了克服由于相位隨機(jī)漂移對(duì)信號(hào)檢測(cè)靈敏度的影響，通過信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生遠(yuǎn)離被測(cè)信號(hào)頻帶的咼頻正弦調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)干涉儀臂上的相位調(diào)制器，對(duì)干涉信號(hào)產(chǎn)生相位調(diào)制，最后采用相位產(chǎn)生載波(PGC算法把傳感頭波長(zhǎng)變化解調(diào)出來。基于相位產(chǎn)生載波(PGC)的高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)算法原理如下:經(jīng)過調(diào)制后的干涉信號(hào)寫成<formula>formula see original document page 17</formula>( 1 )其中，C為調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的相位載波幅度，"。為調(diào) 制信號(hào)角頻率，A是干涉后的平均光強(qiáng)，B為與光強(qiáng)和 干涉條紋可見度相關(guān)的系數(shù)，#) = ~ ^。(0， A"0為傳感頭波長(zhǎng)的變化引起的待測(cè)相位變化，^W為初始相位。將(1 )式以貝塞爾函數(shù)形式展開說明書第13/18頁(yè)得到<formula>formula see original document page 18</formula>其中力(C)為第k階貝塞爾函數(shù)，將上式分別乘以cosoy禾口 cos2叫f ，得至!j :<formula>formula see original document page 18</formula>爿cos 2^V + A/0 (C) cos 2叫/ cos ^(0 + 5^] (一 A* (C)[cos(2it + 2)<formula>formula see original document page 18</formula>由于調(diào)制頻率 "0遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于待測(cè)信號(hào)頻段，因此 上述兩式經(jīng)過低通濾波后含有 "0以及其倍頻項(xiàng)均被(5 )得濾<formula>formula see original document page 19</formula>調(diào)整相位載波的幅度得A(0^2(Q，此時(shí)C取2 . 6 4， (5)式的平方加上(6)式的平方的和再開根號(hào) 可得到<formula>formula see original document page 19</formula>(5 )式與(6 )式分別除以(7 )式得到<formula>formula see original document page 19</formula>由(8)式乘以(11)式得(12)由(9)式乘以(10)式得cos2 0(f)鵬(13)由(1 3 )式減去(1 2 )式得至l」，(14)經(jīng)過積分得到(15)由于干涉儀初始相位^w為緩變信號(hào)，最后經(jīng)過高通濾波后得到。根據(jù)干涉的原理可得到相位變化^力)與波長(zhǎng)變化AA力)關(guān)系為" (16)其中n為光纖折射率，L為干涉儀臂長(zhǎng)差。從而最 終將傳感器波長(zhǎng)變化解調(diào)出來。圖3為本發(fā)明高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)的相位產(chǎn)生載波PGC) 調(diào)方法流程圖。本方法流程依次包含乘法模塊10、低通濾波模塊20 、歸 一 化模塊3 0、微分交叉相乘模塊4 0與積分高通濾波模塊5 0 。干涉儀輸出信號(hào)經(jīng)過探測(cè)器接收后首先進(jìn)入乘法模塊10，分別與正弦信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)及其二倍頻信號(hào)相乘后得到兩路信號(hào)，這兩路信號(hào)同時(shí)進(jìn)入低通濾波模塊2 Q ，經(jīng)過低通濾波器后進(jìn)入歸化模塊30，消除光功率的影響后，進(jìn)入微分交叉相乘模塊40，并將交叉相乘后的兩路信號(hào)通過減法器，得到的差值進(jìn)入積分高通濾波模塊5 0 ，最終輸出解調(diào)結(jié)果如上所述的乘法模塊1 0 ，其特征在于包含兩個(gè)乘法祖 益第 一 乘法器1 0l將輸入信號(hào)a與正弦信號(hào)發(fā)生現(xiàn) 益產(chǎn)生的信號(hào)b 1相乘得到信號(hào)c 1 ，第二乘法器1 0 2將輸入信號(hào)a與正弦信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)的二 倍頻信號(hào)b 2相乘得到信號(hào)c 2 。如上所述的低通濾波模塊2 0，其特征在于包含 兩個(gè)低通濾波器，信號(hào)cl經(jīng)過低通濾波器2 0 l后得 到信號(hào)d 1 ，信號(hào)c 2經(jīng)過低通濾波器2 0 2后得到信 號(hào)d 2 。如上所述的歸 一 化模塊3 0 ，其特征在于信號(hào)d 1與d 2各分出 一 路先進(jìn)行平方和操作3 0 1得到信 號(hào)e ，再進(jìn)行平方根操作3 0 2得到信號(hào)f ，然后使用 除法器3 0 3和除法器3 0 4分別將信號(hào)d 1和d 2除 以信號(hào)f ，得到信號(hào)g 1和g 2 。如上所述的微分交叉相乘模塊4 0 ，其特征在于 包含兩個(gè)微分器、兩個(gè)乘法器與一個(gè)減法器。信號(hào)g l與 g2分別經(jīng)過微分器4 0 l與微分器4 0 2后得 到信號(hào)hl與h2，乘法器4 0 3將信號(hào)g2與hl相 乘得到信號(hào)i 1 ，乘法器4 0 4將信號(hào)g 1與h 2相乘 得到信號(hào)i 2 ，使用減法器4 0 5得到信號(hào)i 1與i 2 的差值信號(hào)j。如上所述的積分高通濾波模塊5 0 ，其特征在于 包含 一 個(gè)積分器與 一 個(gè)高通濾波器。信號(hào)j經(jīng)過積分 器5 0 1后得到信號(hào)k ，再經(jīng)過高通濾波器5 0 2后得 到最終的解調(diào)結(jié)果。盡管本發(fā)明是結(jié)合其示例性實(shí)施例來具體展示和 描述的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所 附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可 以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的修改。
權(quán)利要求
1. 一種高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括一波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器；一第一1×2耦合器，該第一1×2耦合器的輸入端與波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器的輸出端相連接，作為非平衡光纖干涉儀的輸入端；一第二1×2耦合器，該第二1×2耦合器的輸入端與第一1×2耦合器的輸出端相連接，作為非平衡光纖干涉儀的輸出端；一相位調(diào)制器，該相位調(diào)制器的輸入端與第一1×2耦合器的輸出端相連接，該相位調(diào)制器的輸出端與第二1×2耦合器的輸入端相連接，用于提供相位載波信號(hào)；一光電探測(cè)器，將干涉儀輸出光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；一信號(hào)處理模塊，該信號(hào)處理模塊與第二1×2耦合器之間串接光電探測(cè)器，用于將待測(cè)信號(hào)從干涉信號(hào)中解調(diào)出來；一正弦信號(hào)發(fā)生器，該正弦信號(hào)發(fā)生器的輸出端與相位調(diào)制器連接，該正弦信號(hào)發(fā)生器的輸入端與信號(hào)處理模塊連接，為相位調(diào)制器和信號(hào)處理模塊提供正弦調(diào)制信號(hào)。
全文摘要
一種高分辨率波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)，包括一波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器；一第一1×2耦合器的輸入端與波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器的輸出端相連接；一第二1×2耦合器的輸入端與第一1×2耦合器的輸出端相連接；一相位調(diào)制器的輸入端與第一1×2耦合器的輸出端相連接，該相位調(diào)制器的輸出端與第二1×2耦合器的輸入端相連接；一光電探測(cè)器；一信號(hào)處理模塊與第二1×2耦合器之間串接光電探測(cè)器，用于將待測(cè)信號(hào)從干涉信號(hào)中解調(diào)出來；一正弦信號(hào)發(fā)生器的輸出端與相位調(diào)制器連接，該正弦信號(hào)發(fā)生器的輸入端與信號(hào)處理模塊連接，為相位調(diào)制器和信號(hào)處理模塊提供正弦調(diào)制信號(hào)。
文檔編號(hào)G02B6/26GK101231367SQ20071006299
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者劉育梁, 芳 李, 浩 肖 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所