一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，其中识别系统包括用于输出窄带光谱的激光光源、用于构成反射环路的环形耦合器、用于采集反射光信号的光电探测模块、用于表示光纤编码的光纤光栅组合序列和用于控制的主控模块，所述主控模块连接所述激光光源和光电探测模块，所述激光光源的输出端和所述光电探测模块分别通过光纤连接到所述环形耦合器，所述环形耦合器的输出端通过光纤连接所述光纤光栅组合序列。本实用新型专利技术解决了传统光纤光栅解调仪识别光纤光栅组合序列时速度慢、测距精度差、价格昂贵的问题，采用窄带光谱输出加上光电探测模块，实现了高速识别、高精度测距，并且价格便宜，适于大面积推广。

A fast optical fiber coding and recognition system based on narrow band light wave

The utility model discloses a fast optical fiber coding recognition system based on narrow-band light wave, wherein the recognition system includes a laser light source for outputting narrow-band spectrum, a ring coupler for forming a reflection loop, a photoelectric detection module for collecting reflected light signals, a fiber grating combination sequence for indicating optical fiber coding and a main control module for control Connecting the laser light source and the photoelectric detection module, the output end of the laser light source and the photoelectric detection module are respectively connected to the ring coupler through the optical fiber, and the output end of the ring coupler is connected to the fiber grating combination sequence through the optical fiber. The utility model solves the problems of slow speed, poor ranging accuracy and expensive price when the traditional FBG demodulator recognizes the combined sequence of FBGs. By using narrow-band spectrum output and photoelectric detection module, the utility model realizes high-speed recognition and high-precision ranging, and the price is cheap, which is suitable for large-scale promotion.

【技术实现步骤摘要】
一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统
本技术涉及光纤通信领域，特别涉及一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统。
技术介绍
现有光纤编码识别技术主要依靠光纤光栅调解仪，但是现有的光纤光栅调解仪采用CCD芯片，其识别速度低，采集频率一般不超过100KHz，而且光纤光栅调解仪价格昂贵，无法给大量工程人员配备，因此不利于光纤光栅组合序列的识别。
技术实现思路
本技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，其中识别系统的结构相对简单，制造成本低，同时采集频率高，有利于大面积使用。根据本技术的第一方面，提供了一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，包括用于输出窄带光谱的激光光源、用于构成反射环路的环形耦合器、用于采集反射光信号的光电探测模块、用于表示光纤编码的光纤光栅组合序列和用于控制的主控模块，所述主控模块连接所述激光光源和光电探测模块，所述激光光源的输出端和所述光电探测模块分别通过光纤连接到所述环形耦合器，所述环形耦合器的输出端通过光纤连接所述光纤光栅组合序列。上述基于窄带光波的快速光纤编码识别系统至少具有以下有益效果：通过所述激光光源输出窄带光谱对光纤光栅组合序列进行检测，在结构上，利用所述环形耦合器接收同一段光纤反射回来的反射光，所述光电探测模块对反射光进行检测从而确定光纤光栅组合序列的距离和序列特征，本技术的识别系统结构简单，制造成本低，基于窄带光谱可使采集频率高，有利于系统大面积使用。进一步，根据本技术第一方面所述的基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，所述激光光源包括可调谐激光器和用于过滤光谱的光开关，所述可调谐激光器通过光纤连接所述光开关，所述可调谐激光器和光开关分别连接到所述主控模块。利用可调谐激光器和光开关结合，可以输出精度非常高、带宽非常小的窄带脉冲，有利于提高识别精度。进一步，根据本技术第一方面所述的基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，所述激光光源包括宽谱脉冲激光器和可调谐滤波器，所述宽谱脉冲激光器通过光纤连接所述可调谐滤波器，所述宽谱脉冲激光器和可调谐滤波器分别连接到所述主控模块。宽谱脉冲激光器通过可调谐滤波器也可以输出窄带光谱，并且实现起来较为方便，成本也不高。进一步，根据本技术第一方面所述的基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，所述光电探测模块为放大型铟镓砷雪崩光电二极管。进一步，根据本技术第一方面所述的基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，所述光纤光栅组合序列为光纤布拉格光栅组合。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步地说明；图1为本技术第一实施例的结构连接示意图；图2为本技术第二实施例的结构连接示意图。具体实施方式本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。参照图1，本技术第一实施例涉及一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，包括用于输出窄带光谱的激光光源、用于构成反射环路的环形耦合器、用于采集反射光信号的光电探测模块、用于表示光纤编码的光纤光栅组合序列和用于控制的主控模块，激光光源包括可调谐激光器和用于过滤光谱的光开关，电连接部分包括：主控模块分别连接可调谐激光器、光开关和光电探测模块，光纤连接部分包括：可调谐激光器连接光开关，光开关和光电探测模块分别连接到环形耦合器，环形耦合器的输出端连接光纤光栅组合序列。本实施例中光电探测模块为放大型铟镓砷雪崩光电二极管。需要说明的是，为了提高识别精度，光开关采用纳秒级别响应速度的高速光开关，另外，光电探测模块，即放大型铟镓砷雪崩光电二极管，以高电平表示接收到的超过阈值的反射光强。光纤光栅组合序列中各光栅可以任意选择其中心波长，但鉴于可调谐激光器的开、闭启动时间的限制，优选其中一个光栅的中心波长为f0以及带宽f1，且相邻两个光栅的中心波长之间间隔保持为f2，这样可以不采用全范围波长扫描即可实现光纤光栅组合序列的识别。在实际使用时，通常对特定的光纤光栅组合序列进行识别，根据预估的光纤光栅组合序列所在的位置，控制光电探测模块的开启和关闭的间隔时长，从而可以屏蔽掉一些噪声信号和非目标反射的信号，也减小了系统计算量。由于现有可调谐激光器存在启动时间长的问题，识别系统自动先期启动可调谐激光器选择一个中心波长，如f0，输出窄波光谱，后期启动光开关和放大型铟镓砷雪崩光电二极管，经高速光开关输出多个窄带光谱，然后经光纤光栅组合序列反射相应的窄带光谱，反射回来的窄带光谱经放大型铟镓砷雪崩光电二极管采集到高电平信号，最终实现对光纤光栅的识别、测距等测量；识别过程具体来说，针对光纤光栅组合序列中的每一个光栅，可调谐激光器都选择一个中心波长的窄波光谱入射光纤，当放大型铟镓砷雪崩光电二极管采集的能量值超过阈值时，说明光纤中某一采集点中存在对应窄波光谱的光纤光栅，连续的窄带光谱射入光纤的情况下，光栅会对相应的多个窄带光谱进行反射，利用反射采集点的能量值计算出相应的光纤光栅中心波长、带宽以及长度，根据长度查找到光纤光栅组合序列，并计算出光纤光栅组合序列的光纤编码，完成光纤光栅组合序列的识别和测量。需要说明的是，当测距精度较低时，直接由可调谐激光器输出脉冲窄带光谱，光开关常开；当测距精度需要高时，先期开启可调谐激光器，后期启动光开关来输出短脉冲窄带光谱。另外，尽管上述采用了分离的窄带脉冲方式进行测量，实际上也可以进行全范围窄波扫描以增加中心波长的精密度，这种情况相当于在一个波长范围内进行扫描，可以确定未明确的光纤中的光纤光栅组合序列的位置和中心波长。参照图2，本技术第二实施例涉及一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，包括用于输出窄带光谱的激光光源、用于构成反射环路的环形耦合器、用于采集反射光信号的光电探测模块、用于表示光纤编码的光纤光栅组合序列和用于控制的主控模块，激光光源包括宽谱脉冲激光器和可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，其特征在于：包括用于输出窄带光谱的激光光源、用于构成反射环路的环形耦合器、用于采集反射光信号的光电探测模块、用于表示光纤编码的光纤光栅组合序列和用于控制的主控模块，所述主控模块连接所述激光光源和光电探测模块，所述激光光源的输出端和所述光电探测模块分别通过光纤连接到所述环形耦合器，所述环形耦合器的输出端通过光纤连接所述光纤光栅组合序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，其特征在于：包括用于输出窄带光谱的激光光源、用于构成反射环路的环形耦合器、用于采集反射光信号的光电探测模块、用于表示光纤编码的光纤光栅组合序列和用于控制的主控模块，所述主控模块连接所述激光光源和光电探测模块，所述激光光源的输出端和所述光电探测模块分别通过光纤连接到所述环形耦合器，所述环形耦合器的输出端通过光纤连接所述光纤光栅组合序列。


2.根据权利要求1所述的一种基于窄带光波的快速光纤编码识别系统，其特征在于：所述激光光源包括可调谐激光器和用于过滤光谱的光开关，所述可调谐激光器通过光纤连接所述光开关，所述可调...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱惠君，
申请(专利权)人：中山水木光华电子信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44