本實用新型涉及一種光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)，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)。

背景技術：

目前，光纖布拉格光柵(FBG)是一種能感測應變、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，在傳感領域已經(jīng)得到了非常廣泛的應用。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)構的應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)代通信技術的關鍵器件之一,電吸收調(diào)制器的應用領域逐步擴大,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)技術及光時分復用(OTDM)也得到了廣泛的應用,基于電吸收調(diào)制器波長轉(zhuǎn)換及時鐘提取、信號再生等技術也已實現(xiàn)。因此,電吸收調(diào)制器的應用與發(fā)展己取得了令人矚目的成果,并成為現(xiàn)代光通信技術及光網(wǎng)絡技術研究的熱點。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了實現(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)。

本實用新型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、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)生器和光開關相連接，上位機控制偏壓發(fā)生器與光開關的工作。

光開關分別連接有一個參考FBG和一個傳感FBG，光開關將傳感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、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)有設備的組裝，因此，具體型號和規(guī)格沒有進一步進行贅述。

本實用新型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關系計算出傳感通道的光柵波長與波峰位置。

本實用新型的有益效果：

本實用新型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為本實用新型的結(jié)構原理示意圖。

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關系示意圖。

1、寬帶光源 2、隔離器 3、光耦合器 4、光開關 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：

本實用新型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4相連接，上位機8控制偏壓發(fā)生器5與光開關4的工作。

光開關4分別連接有一個參考FBG 9和一個傳感FBG 10，光開關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)有設備的組裝，因此，具體型號和規(guī)格沒有進一步進行贅述。

本實用新型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關系計算出傳感通道的光柵波長與波峰位置。