【技术实现步骤摘要】
基于探测器时域响应的光纤布拉格光栅弱信号解调方法
本专利技术涉及光纤传感
，特别是涉及一种光纤布拉格光栅反射峰中心波长定位方法。
技术介绍
光纤布拉格光栅传感器是一种波长调制型传感器，其工作原理基于对外界物理参量如温度、应变、振动、折射率的敏感响应，光纤布拉格光栅传感器反射的中心波长随着物理参量发生变化产生偏移。目前，光纤布拉格光栅解调技术大多将光纤布拉格光栅反射峰简化为对称的高斯谱，通过寻峰算法检测波长偏移量实现物理量测量。常见的寻峰算法包括：最大值法、高斯拟合法、质心法、互相关法和快速相位相关法等。但由于光纤布拉格光栅反射光谱一方面受自身光学性质如纤芯折射率分布、非线性啁啾的影响；另一方面受所处应用环境如系统调制频率、探测器性能的影响；因此，存在应变场非均匀分布、传感器间多重反射、光谱遮蔽，易出现反射峰非对称的畸变现象，使系统解调精度及准确性降低。采用扫描光源的解调方法是当前主流的光纤布拉格光栅传感解调方法。该方法中，光源在一个扫描周期内输出光波长随时间连续变化，即每一时刻光源输出一个特定波长，光源输出的光受光纤布拉格光栅反射作用，光纤布拉格光栅的光谱信...
【技术保护点】
1.一种基于光电探测器时域响应的光纤布拉格光栅弱信号解调方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤(1)、构建基于可调谐F‑P滤波器的弱光强解调系统，从而获得不同探测器增益下的归一化光纤布拉格光栅反射光谱，即采样点(1,2,…,N)‑幅值序列X(A1,A2,…,AN)，设定光谱采样点幅值的对应阈值Φ，截取幅值大于阈值Φ的采样点序列P(Aa+1,Aa+2,…,Aa+n)作为寻峰区域，序列共包含n个点，其中a+1为序列X中超过阈值的起始采样点坐标，a+n为序列X中超过阈值的终止采样点坐标；步骤(2)、以透射峰值波长作为波长参考，获取采样点(1,2,…,N)‑波长值对应序列(λ1...
【技术特征摘要】
1.一种基于光电探测器时域响应的光纤布拉格光栅弱信号解调方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤(1)、构建基于可调谐F-P滤波器的弱光强解调系统，从而获得不同探测器增益下的归一化光纤布拉格光栅反射光谱，即采样点(1,2,…,N)-幅值序列X(A1,A2,…,AN)，设定光谱采样点幅值的对应阈值Φ，截取幅值大于阈值Φ的采样点序列P(Aa+1,Aa+2,…,Aa+n)作为寻峰区域，序列共包含n个点，其中a+1为序列X中超过阈值的起始采样点坐标，a+n为序列X中超过阈值的终止采样点坐标；步骤(2)、以透射峰值波长作为波长参考，获取采样点(1,2,…,N)-波长值对应序列(λ1,λ2,…,λN)；步骤(3)、构建探测器响应模型，仿真得到不同畸变程度光纤布拉格光栅反射峰谱型；表达式如下：其中，符号*表示卷积运算，fin(t)表示时域输入信号，τ为在0至∞范围内变化的时间值，h(t)表示探测器时域冲激响应系数，通过探测器脉冲响应函数与脉冲函数反卷积得到探测器时域冲激响应系数h(t)，表达式如下:h(t)＝α·exp(-t/β)其中，α表示与探测器输出幅值相关的系数，β表示探测器时间响应系数的拟合值；步骤(4)、拟合FBG反射光谱：以高斯函数与探测器冲激响应函数的卷积作为拟合函数，表达式如下：其中，高斯函数包含对称轴μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁根，江俊峰，张学智，杨依宁，刘琨，王双，樊晓军，孙芳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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