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申请/专利权人：西北核技术研究所;安徽大学

摘要：本发明公开了基于高速可调谐光源的光纤光栅时延解调方法及系统，三个光电探测器转换的电信号被信号采集处理中心1统一进行采集和处理，通过第一和第二电信号计算出波长误差补偿值Δλ，然后对第三电信号进行补偿得到光纤光栅传感器真实波长λFBG；HCN气室波长吸收线不受外界温度影响十分稳定，通过HCN气室吸收线波长和采集时间关系，得到波长‑时间关系式，两个HCN气室之间的时延差是由过渡光纤引起的，两个HCN气室吸收线波长采集时间之差就是过渡光纤的时延，将计算的时延补偿到光纤光栅波长的计算公式中，解调出真实的光纤光栅波长，本发明利用两个HCN气体吸收室之间时延差来计算过渡光纤的长度，用来补偿因过渡光纤时延造成光纤光栅波长解调误差。

主权项：1.基于高速可调谐光源的光纤光栅时延解调方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、解调系统采集到HCN气体吸收室一（4）吸收线的波长信号为：λ1、λ2...λn，采集到经过过渡光纤延时后的HCN气体吸收室二（10）吸收线的波长信号为λ＇1、λ＇2...λ＇n，波长误差补偿值为：Δλ=[λ1-λ＇1+λ2-λ＇2+...+λn-λ＇n]；采集到的光纤光栅传感器（8）的中心波长信号为：λ＇FBG1、λ＇FBG2、...、λ＇FBGn，校准后的中心波长信号为λFBG1=λ＇FBG1-Δλ，λFBG2=λ＇FBG2-Δλ...λFBGn=λ＇FBGn-Δλ；步骤二、系统采集到光电探测器一（5）转换的电信号为：可调谐光源发出的光源经一分二耦合器一（3）分为两路，一路进入HCN气体吸收室一（4），经HCN气体吸收固定波长后被光电探测器一（5）转换为电信号，由激光器控制与信号采集处理中心（1）采集计算经HCN气体吸收室一（4）吸收的n个固定波长λ1、λ2...λn的采集点序列为D1、D2...Dn，采集卡采集时间固定，计算出每个波长吸收线的采集时间为t1、t2...tn，用三项式拟合方法得到HCN气体吸收室一（4）每个吸收线波长和采集时间的关系式：λn=F（tn）；步骤三、系统采集到光电探测器二（11）转换的电信号为：可调谐光源发出的光源经一分二耦合器一（3）分为两路，一路进入环形器（6），经过过渡光纤线圈（7）到达光纤光栅传感器（8），经光纤光栅传感器（8）反射后返回环形器（6），然后经一分二耦合器二（9）分为两路，一路进入HCN气体吸收室二（10），经HCN气体吸收室二（10）吸收固定波长后被光电探测器二（11）转换为电信号，由激光器控制与信号采集处理中心（1）采集计算经HCN气体吸收室二（10）吸收的n个固定波长λ＇1、λ＇2...λ＇n的采集点序列为t＇1、t＇2...t＇n，HCN气体吸收室二（10）波长吸收线采集点序列和HCN气体吸收室一（4）波长吸收线采集点序列之差是由过渡光纤的时延产生的，,用公式计算出波长误差补偿值Δλ；步骤四、系统采集到光电探测器三（12）转换的电信号为：可调谐光源发出的光源经一分二耦合器一（3）分为两路，一路进入环形器（6），经过过渡光纤线圈（7）到达光纤光栅传感器（8），经光纤光栅传感器（8）反射后返回环形器（6），然后经一分二耦合器二（9）分为两路，一路被光电探测器三（12）直接探测，得到光纤光栅传感器（8）的中心波长信号采集时间tFBG1、tFBG2...tFBGn，进入HCN气体吸收室二（10）和光纤光栅传感器（8）的光是同一束光，因此两者具有同样的波长-采集时间关系式，将光纤光栅中心波长采集时间代入上述公式λn=F（tn），得到每个光纤光栅传感器（8）的经过延时后波长为：λ＇FBG1、λ＇FBG2...λ＇FBGn；真实波长为λFBG1=λ＇FBG1-Δλ，λFBG2=λ＇FBG2-Δλ...λFBGn=λ＇FBGn-Δλ；每个光纤光栅传感器（8）到解调仪的过渡光纤产生时延为：Δt=2nLnc,Ln为每个光纤光栅传感器（8）到解调仪的距离，c为光速，n为光纤折射率，探测光信号是反射信号，来回两次经过；步骤五、激光器控制与信号采集处理中心（1）发出控制指令到可调谐激光器（2），可调谐激光器（2）发出扫频光经过一分二耦合器一（3）分为两路，一路进入HCN气体吸收室一（4）被吸收特定波段的波长，然后到达光电探测器一（5）被转换为电信号，为第一电信号；另一路进入环形器（6），从过渡光纤线圈（7）到达光纤光栅传感器（8），光纤光栅传感器（8）反射特定波长光返回环形器（6），被一分二耦合器二（9）分为两路，一路进入HCN气体吸收室二（10）被吸收特定波段的波长，然后到达光电探测器二（11）被转换为电信号，为第二电信号，另一路直接被光电探测器三（12）被转换为电信号，为第三电信号，三个光电探测器转换的电信号被激光器控制与信号采集处理中心（1）统一进行采集和处理，通过第一和第二电信号计算出波长误差补偿值Δλ，然后对第三电信号进行补偿得到光纤光栅传感器（8）真实波长λFBG。

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