基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于测量技术领域，具体公开一种基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测方法及系统。用于解决现有扫描激光器型光纤布拉格光栅波长解调系统在实际应用中因调谐次数导致的扫描耗时久的问题。所述光纤光栅高速检测系统包括由ARM核心板控制器、恒流源控制模块、温度控制模块、Y分支激光器、分束器、F‑P标准具、光开关、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、电压采集模块、下位机控制程序和PC上位机程序组成的光纤光栅中心波长解调系统以及由多个FBG传感器组成的FBG传感器组。本发明专利技术的光纤光栅高速检测系统具有宽范围、高速与高精度的特性，有利于应对实时性和泛用性较高的使用场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量，尤其涉及一种基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测方法及系统。

技术介绍

1、光纤布拉格光栅（fiber bragg grating，fbg）是一种通过周期性改变光纤折射率的装置。fbg的主要特点是在光谱中引入一系列反射峰或透射谷，这些特征峰或谷的位置和宽度与光纤所受的外部环境或物理量相关。fbg广泛应用于光纤传感器中，可用于测量温度、应变、压力等物理参数。由于其高灵敏度、远程监测、抗电磁干扰、小型化、轻量化及耐腐蚀等优点，fbg在海洋温盐特征、桥梁结构监测、航空航天等领域得到了广泛应用。

2、mg-y型激光器也称为调制光栅y分支激光器，它属于分布反射（dbr）可调谐激光器。这种类型的激光器通过改变注入电流实现波长的调谐，理论上具有ns级的调谐速度和较宽的调谐带宽。

3、fbg栅区中心波长解调方法有多种，其中基于mg-y型激光器和f-p标准具的解调方法具有宽范围、高精度、微型和低功耗等特点。如果要实现宽范围的fbg栅区中心波长解调，则需要依赖一个量级较大的“电流-波长”查找表，激光器完成这个表的扫描往往要耗时数秒，难本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测系统，其特征在于，包括由ARM核心板控制器、恒流源控制模块、温度控制模块、Y分支激光器、分束器、F-P标准具、光开关、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、电压采集模块、下位机控制程序和PC上位机程序组成的光纤光栅中心波长解调系统以及由多个FBG传感器组成的FBG传感器组。

2.根据权利要求1所述的基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测系统，其特征在于，所述ARM核心板控制器用于存储和运行下位机运行程序、接收处理PC上位机指令、控制Y分支激光器产生指定波长的窄带光源、控制光开关导通光路顺序、处理电压采集模块数据并解调出FBG反射...

【技术特征摘要】

1.一种基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测系统，其特征在于，包括由arm核心板控制器、恒流源控制模块、温度控制模块、y分支激光器、分束器、f-p标准具、光开关、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、电压采集模块、下位机控制程序和pc上位机程序组成的光纤光栅中心波长解调系统以及由多个fbg传感器组成的fbg传感器组。

2.根据权利要求1所述的基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测系统，其特征在于，所述arm核心板控制器用于存储和运行下位机运行程序、接收处理pc上位机指令、控制y分支激光器产生指定波长的窄带光源、控制光开关导通光路顺序、处理电压采集模块数据并解调出fbg反射光谱中心波长，将解调结果发送至pc上位机；

3.根据权利要求2所述的基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测系统，其特征在于，所述分束器的第一输出端输出的光强占总光强的10%，第二输出端输出的光强占总光强的45%，第三输出端输出的光强占总光强的45%，第一光电探测器采集到的光谱信息为参考通道光谱信息，第二光电探测器采集到的光谱信息为f-p标准具通道光谱信息，第三光电探测器采集到的光谱信息为fbg传感器组通道光谱信息。

4.一种基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测系统，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的基于可调谐激光器的光纤光栅高速检测方法，其特征在于，在步骤s2中，包括：s21、对经高斯平滑处理后的参考通道光谱信息进行归一化处理：，式中，为高斯平滑处理后的参考通道光谱信息，为归一化后的参考通道光谱信息，和分别为高斯平滑处理后的参考通道光谱信息中的最小值和最大值；

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜立彬，刘少真，袁一博，孟祥谦，吕文洁，黄鸿志，孔玲，王子奕，梁光信，刘恒瑞，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：