【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤光栅解调，特别是涉及一种基于阵列波导光栅的变温解调系统及方法。
技术介绍
1、光纤布拉格光栅(fiber bragg grating，fbg)传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰、结构简单和多路复用能力强等内在优点。目前已报道的fbg传感解调方法有可调谐窄带滤波器法、光干涉检测法、匹配光栅滤波器法、可调谐扫描激光器法、ccd(charge coupleddevice)成像光谱分析法以及宽带光源滤波法，这些方法均已发展成熟。但是这些解调仪的具有一定的体积，解调速度及精度有一定的局限性，并不适用于恶劣天气、高空、深海等环境或航空航天、卫星、导弹等精度要求高的领域。在这些领域，受到被测对象受载重量和空间狭小的限制，要求除传感器外，相应的波长解调系统也应具有尺寸小、重量轻、功耗低等特点。
2、光子集成回路(photonic integrated circuit，pic)将光发射、光耦合、光传输、光处理以及光接收等器件利用平面光波导连接并集成到同一衬底上，这使得基于pic的解调系统的尺寸非常小。近年来，光子集成解调系统中，常用的无源分光器件有马赫-曾德尔干涉仪(mach-zehnder interferometer，mzi)、微环谐振器(micro-ring resonator，mrr)以及阵列波导光栅(arrayed waveguide grating，awg)等。其中awg作为无源器件，内部无机械运动部件，解调速度只受光电探测器(photodetector，pd)响应速度和模拟/数字(analog/digita
3、awg-fbgi(fiber bragg grating interrogator,fbgi))解调性能主要受awg相邻两通道光谱交叠程度及光谱分辨率共同制约。典型的awg中相邻通道只有很小的通道交叠，因此，只有一个探测器给出有效光电流信号，或者当fbg波长处于awg两通道交叠区间时，两个pd均给出小电流信号。目前国内外已有通过减小awg衍射级数、采用单边双输入结构等方式来增大awg的光谱交叠。但是这些方式是以牺牲解调系统的精度、复用能力等性能作为代价的。所以如何在不降低精度的前提下，同时提升动态范围和波长分辨率是基于awg的fbg解调系统的研究重点。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中阵列波导光栅解调系统提升解调的动态范围和波长分辨率时，导致解调系统精度低的技术问题，本专利技术的一个目的在于提供一种基于阵列波导光栅的变温解调系统，所述变温解调系统包括宽谱光源、环形器和fbg阵列；所述宽谱光源连接所述环形器，所述环形器连接所述fbg阵列；
2、所述变温解调系统还包括温度控制电路，所述温度控制电路上集成阵列波导光栅；
3、所述环形器连接所述阵列波导光栅，所述阵列波导光栅依次连接pd阵列、放大滤波电路、a/d信号处理单元和fpga，所述fpga连接所述温度控制电路；
4、所述温度控制电路集成上位机，用于采集所述fpga反馈的所述阵列波导光栅各个通道的输出光功率，以及控制所述温度控制电路改变所述阵列波导光栅的温度。
5、优选地，所述fbg阵列包括多个fbg。
6、本专利技术的另一个目的在于提供一种基于阵列波导光栅的变温解调方法，所述方法包括如下方法步骤：
7、s1、宽谱光源发出光经环形器进入fbg阵列，fbg阵列反射的光经环形器进入阵列波导光栅；
8、阵列波导光栅解复用fbg阵列反射的光，光信号再传输至pd阵列、放大滤波电路、a/d信号处理单元和fpga；
9、在一个周期t内，温度控制电路控制阵列波导光栅的温度由第一温度值上升至第二温度值或者由第二温度值下降至第一温度值；
10、s2、在温度变化的一个周期t内，温度控制电路集成的上位机，连续采集阵列波导光栅在不同温度值下输出的所有通道的光功率，同时获取这些光功率所对应的温度；
11、s3、温度变化的一个周期t结束后，温度控制电路集成的上位机，筛选出该周期t内，阵列波导光栅相邻两个通道的输出光功率差值最小的时刻对应的阵列波导光栅的温度，作为解调温度；
12、s4、温度控制电路控制阵列波导光栅，以解调温度解调fbg阵列的中心波长漂移量。
13、本专利技术提供的一种基于阵列波导光栅的变温解调系统及方法，针对阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调系统无法实现在不降低解调精度的前提下，提升解调的动态范围和波长分辨率的问题，通过给阵列波导光栅变温，引起阵列波导光栅的中心波长漂移，以提升解调性能的方式。
14、本专利技术提供的一种基于阵列波导光栅的变温解调系统及方法，首先利用温度控制电路与上位机改变阵列波导光栅温度，采集阵列波导光栅各通道的输出光功率，然后通过阵列波导光栅各通道的输出光功率确定解调温度，最后通过相对强度解调法解调光纤布拉格光栅中心波长的偏移量，可提高解调系统的动态范围、波长分辨率，同时不降低解调系统的精度。
15、本专利技术提供的一种基于阵列波导光栅的变温解调系统及方法，当温度变化时，阵列波导光栅波的导材料的折射率和体积会发生变化，导致中心波长光程的改变，出现中心波长偏移，本专利技术利用阵列波导光栅的温度特性来实现连续的光谱交叠及高光谱分辨率，通过改变温度使得阵列波导光栅中心波长漂移，使得解调系统可以在不降低解调精度的前提下，提升解调的动态范围及波长分辨率。
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1.一种基于阵列波导光栅的变温解调系统，其特征在于，所述变温解调系统包括宽谱光源、环形器和FBG阵列；所述宽谱光源连接所述环形器，所述环形器连接所述FBG阵列；
2.根据权利要求1所述的变温解调系统，其特征在于，所述FBG阵列包括多个FBG。
3.一种基于阵列波导光栅的变温解调方法，其特征在于，所述方法包括如下方法步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于阵列波导光栅的变温解调系统，其特征在于，所述变温解调系统包括宽谱光源、环形器和fbg阵列；所述宽谱光源连接所述环形器，所述环形器连接所述fbg阵列；
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁配，李姝锋，祝连庆，董明利，鹿利单，
申请(专利权)人：广州市南沙区北科光子感知技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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