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专利号: 2019100921536
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于光强的光纤光栅解调方法,其特征在于:采用基于光强的光纤光栅解调系统,所述基于光强的光纤光栅解调系统包括依次连接的半导体光放大器、环形器、光耦合器、光纤F-P滤波器与隔离器,所述隔离器的输出端与半导体光放大器的输入端连接,从而形成能够对光信号进行循环滤波与放大的环形激光腔;所述半导体光放大器能够发射光源并对光信号进行放大;所述光纤F-P滤波器为光谱固定的不可调法布里-珀罗滤波器,光纤F-P滤波器中滤波光谱的光谱范围包含半导体光放大器的光源信号的光谱范围,并且光纤F-P滤波器具有若干中心波长不相同的滤波通道,从而能够对不同中心波长的光纤光栅反射光进行光谱滤波;所述环形激光腔能够通过环形器向光纤光栅发射光源信号,并接收光纤光栅的反射光信号;所述环形激光腔能够通过光耦合器向波长解析模块输出反射光经滤波与放大后形成的解调激光信号;所述波长解析模块用于根据解调激光信号的光强变化频率解析出光纤光栅反射谱中心波长的移动频率;

包括以下步骤:

步骤1:半导体光放大器发射的初始光源信号通过环形器入射到光纤光栅上;

步骤2:光纤光栅通过环形器反射与光纤光栅当前中心波长对应的反射光信号至环形激光腔中;

步骤3:环形激光腔对反射光信号进行循环滤波与放大之后,环形激光腔通过光耦合器向波长解析模块输出反射光经滤波与放大后形成的解调激光信号;

环形激光腔对反射光的循环滤波与放大过程如下,并包括以下步骤:

步骤3.1:反射光经环形器进入到光耦合器;

步骤3.2:光耦合器根据耦合比将反射光信号分别输出给光纤F-P滤波器与波长解析模块;

步骤3.3:光纤F-P滤波器对反射光信号进行光谱滤波:反射光信号的光谱与滤波光谱的重叠区域所对应的反射光信号从光纤F-P滤波器中透射出来;

步骤3.4:经光谱滤波得到的反射光信号通过隔离器进入到半导体光放大器,半导体光放大器对经光谱滤波得到的反射光信号进行放大,并作为当前光源信号;

步骤3.5:半导体光放大器发射的当前光源信号通过环形器入射到光纤光栅上;

步骤3.6:重复步骤3.1至3.5,直到半导体光放大器达到共振饱和,则半导体光放大器达到放大极限,同时反射光信号在环形激光腔中经多次循环滤波与放大形成解调激光信号;

步骤4:波长解析模块将解调激光信号转化为电信号,并将电信号转化为光纤光栅反射谱中心波长的移动频率。

2.根据权利要求1所述的基于光强的光纤光栅解调方法,其特征在于:所述光纤F-P滤波器的滤波通道的通道间隔为50GHz或100GHz,工作波长为C波段,带宽80nm。

3.根据权利要求1所述的基于光强的光纤光栅解调方法,其特征在于:所述半导体光放大器为宽带光源为C波段的半导体光放大器,其工作波长为1528~1562nm,中心波长为

1550nm,小信号增益系数≥20dB,饱和输出功率≥9dB,半导体光放大器可以发出宽谱光,同时可以对输入的光信号进行放大。

4.根据权利要求1所述的基于光强的光纤光栅解调方法,其特征在于:光耦合器的耦合比为80:20或90:10或95:5。

5.根据权利要求1所述的基于光强的光纤光栅解调方法,其特征在于:包括n个依次串联的光纤光栅,n≥1;所述波长解析模块包括n-1个带通滤波器、n个光电探测器与一个数据采集模块;各带通滤波器依次串联连接,并且各带通滤波器的通带各不相同,从而形成能够分离出对应各光纤光栅的解调激光信号的逐级滤波器;所述逐级滤波器的输入前端通过光耦合器接收环形激光腔的解调激光信号;前n-1光电探测器分别与所述n-1个带通滤波器一一对应连接,第n个光电探测器与逐级滤波器的输出末端连接;各光电探测器分别与数据采集模块连接;所述光电探测器能够将解调激光信号的光强变化频率转化为电信号并输出给数据采集模块;所述数据采集模块能够根据电信号解析出光纤光栅反射谱中心波长的移动频率。

6.根据权利要求5所述的基于光强的光纤光栅解调方法,其特征在于:所述光纤带通滤波器的通道3dB带宽为1~4nm;所述光电探测器是InGaAs光电探测器,操作波长范围800-

1700nm。