一种高分辨率弱光栅阵列解调系统的制作方法

1.本实用新型涉及光栅阵列解调领域，特别涉及一种高分辨率弱光栅阵列解调系统。


背景技术：

2.近年来，光纤光栅技术不断成熟完善，对光栅传感应用的需求越发广泛、要求也越来越高，主要表现在长距离传感项目中所需的大容量光纤光栅，要求光栅的数量成千上万。弱光栅可以很好地满足这个需求，所谓的弱光栅就是指栅区反射能量非常弱的光栅，通常只有万分之一到几千分之一的能量。因此，同一波长上可以复用多个光栅。
3.现有的弱光栅技术通常是全同弱光栅阵列，即在同一条光纤上刻中心波长相同的弱光栅。由于电路限制，目前的弱光栅阵列相邻两个光栅的距离≥1米。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种高分辨率弱光栅阵列解调系统，以解决背景技术中提到的问题。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种高分辨率弱光栅阵列解调系统，包括扫描光源，所述扫描光源上电性连接有半导体光放大器，所述半导体光放大器上电性连接有掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器上点醒来难解忧环形器，所述环形器上电性连接有弱光栅串阵列，所述环形器上电性连接有光电转换电路，所述光电转换电路上电性连接有采集电路，所述采集电路上电性连接有嵌入式处理器。
7.通过采用上述技术方案，本实用新型光源为dbr扫描光源，随后进入半导体光放大器(soa)中调制成脉冲光，脉冲光经过掺铒光纤放大器(edfa)进行放大后由环形器进入弱光栅串阵列，反射光经过环形器后由光电探测器接收，光电探测器为雪崩光电二极管(apd)，在光电转换电路中进行低噪放大后由采集电路采集，最后由嵌入式处理器或工控机(pc机)进行解调计算，采集电路的ad芯片每通道以50ms/s的速率进行采集，每次采集k个点(由光纤长度决定)，共采集l组，本解调技术有效地解决了弱光栅串分辨率低的问题，采用本技术后可使弱光栅串阵列分辨率达到0.1m，同时配有光纤光栅解调仪。
8.较佳的，所述弱光栅串阵列包括有n组弱光栅串，n组所述弱光栅串按顺序依次在光纤上刻写，若干所述弱光栅串中包含m个弱光栅，m个所述弱光栅的中心波长从1528nm-1568nm依次排列，每个所述弱光栅的中心波长间隔2nm，所述弱光栅串阵列共有n
×
m个弱光栅传感器，所述光纤长度为0.1
×n×
m。
9.通过采用上述技术方案，弱光栅串阵列的设定可以实现对光源进行有效的输出，并且能够实现对光纤的长度进行规定。
10.较佳的，所述扫描光源采用的是dbr扫描光源，所述扫描光源的波长在1528nm-1568nm之间扫描。
11.通过采用上述技术方案，扫描光源通过dbr扫描光源产生光源，并且在特定的波长段进行扫描。
12.较佳的，所述光电转换电路中包括有光电探测器，所述光电探测器采用的是雪崩光电二极管。
13.通过采用上述技术方案，光电转换电路通过光电探测器实现对反射光进行接收采集。
14.较佳的，所述采集电路中包括有ad芯片，所述ad芯片的通道以50ms/s的速率进行采集。
15.通过采用上述技术方案，采集电路中ad芯片每通道以50ms/s的速率进行采集，每次采集k个点(由光纤长度决定)，共采集l组，此时采到的数据是一个k
×
l的二维数组，共有l行，k列；将此二维数组转置，变成k行，l列；此时每一行的l个数据即为同一位置点的一组波长数据(1528nm-1568nm)，可进行波长解调，共需要进行k组波长解调，输出组号(代表位置点)和每个波长即可。
16.综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：
17.本实用新型光源为dbr扫描光源，随后进入半导体光放大器(soa)中调制成脉冲光，脉冲光经过掺铒光纤放大器(edfa)进行放大后由环形器进入弱光栅串阵列，反射光经过环形器后由光电探测器接收，光电探测器为雪崩光电二极管(apd)，在光电转换电路中进行低噪放大后由采集电路采集，最后由嵌入式处理器或工控机(pc机)进行解调计算，采集电路的ad芯片每通道以50ms/s的速率进行采集，每次采集k个点(由光纤长度决定)，共采集l组，本解调技术有效地解决了弱光栅串分辨率低的问题，采用本技术后可使弱光栅串阵列分辨率达到0.1m，同时配有光纤光栅解调仪。
附图说明
18.图1是本实用新型的弱光栅串组成图；
19.图2是本实用新型的系统组成图。
20.附图标记：1、扫描光源；2、半导体光放大器；3、掺铒光纤放大器；4、环形器；5、弱光栅串阵列；6、光电转换电路；7、采集电路；8、嵌入式处理器。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.实施例
23.参考图1-2，一种高分辨率弱光栅阵列解调系统，包括扫描光源1，所述扫描光源1上电性连接有半导体光放大器2，所述半导体光放大器2上电性连接有掺铒光纤放大器3，所述掺铒光纤放大器3上点醒来难解忧环形器4，所述环形器4上电性连接有弱光栅串阵列5，所述环形器4上电性连接有光电转换电路6，所述光电转换电路6上电性连接有采集电路7，所述采集电路7上电性连接有嵌入式处理器8。
24.通过采用上述技术方案，本实用新型扫描光源1为dbr扫描光源，随后进入半导体光放大器2(soa)中调制成脉冲光，脉冲光经过掺铒光纤放大器3(edfa)进行放大后由环形器4进入弱光栅串阵列5，反射光经过环形器4后由光电探测器接收，光电探测器为雪崩光电二极管(apd)，在光电转换电路6中进行低噪放大后由采集电路7采集，最后由嵌入式处理器8或工控机(pc机)进行解调计算，采集电路7的ad芯片每通道以50ms/s的速率进行采集，每次采集k个点(由光纤长度决定)，共采集l组，本解调技术有效地解决了弱光栅串分辨率低的问题，采用本技术后可使弱光栅串阵列分辨率达到0.1m，同时配有光纤光栅解调仪。
25.本实施例中，有效的，所述弱光栅串阵列5包括有n组弱光栅串，n组所述弱光栅串按顺序依次在光纤上刻写，若干所述弱光栅串中包含m个弱光栅，m个所述弱光栅的中心波长从1528nm-1568nm依次排列，每个所述弱光栅的中心波长间隔2nm，所述弱光栅串阵列5共有n
×
m个弱光栅传感器，所述光纤长度为0.1
×n×
m。效果为，弱光栅串阵列5的设定可以实现对光源进行有效的输出，并且能够实现对光纤的长度进行规定。
26.本实施例中，有效的，所述扫描光源1采用的是dbr扫描光源，所述扫描光源1的波长在1528nm-1568nm之间扫描。效果为，扫描光源1通过dbr扫描光源产生光源，并且在特定的波长段进行扫描。
27.本实施例中，有效的，所述光电转换电路6中包括有光电探测器，所述光电探测器采用的是雪崩光电二极管。效果为，光电转换电路6通过光电探测器实现对反射光进行接收采集。
28.本实施例中，有效的，所述采集电路中包括有ad芯片，所述ad芯片的通道以50ms/s的速率进行采集。效果为，采集电路7中ad芯片每通道以50ms/s的速率进行采集，每次采集k个点(由光纤长度决定)，共采集l组，此时采到的数据是一个k
×
l的二维数组，共有l行，k列；将此二维数组转置，变成k行，l列；此时每一行的l个数据即为同一位置点的一组波长数据(1528nm-1568nm)，可进行波长解调，共需要进行k组波长解调，输出组号(代表位置点)和每个波长即可。
29.使用原理及优点：
30.弱光栅串阵列5分为n组弱光栅串，按顺序依次在光纤上刻写。每一组阵列中包含m个弱光栅，其中m个弱光栅的中心波长从1528nm-1568nm依次排列，每个弱光栅的中心波长间隔2nm(m＝20)。这样，每条弱光栅串阵列5共有n
×
m个弱光栅传感器，若n取2500、m取20，则共有50000个传感器，光纤长度为0.1
×
50000＝5km
31.系统工作原理如下：
32.扫描光源1为dbr扫描光源，光源波长在1528nm-1568nm之间扫描，随后进入半导体光放大器2(soa)中调制成脉冲光，脉冲光经过掺铒光纤放大器3(edfa)进行放大后由环形器4进入弱光栅串阵列5。反射光经过环形器4后由光电探测器接收，光电探测器为雪崩光电二极管(apd)，在光电转换电路6中进行低噪放大后由采集电路7采集，最后由嵌入式处理器8或工控机(pc机)进行解调计算。
33.采集电路7的ad芯片每通道以50ms/s的速率进行采集，每次采集k个点(由光纤长度决定)，共采集l组，此时采到的数据是一个k
×
l的二维数组，共有l行，k列；将此二维数组转置，变成k行，l列；此时每一行的l个数据即为同一位置点的一组波长数据(1528nm-1568nm)，可进行波长解调，共需要进行k组波长解调，输出组号(代表位置点)和每个波长即
可。
34.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。