一种光纤布拉格光栅反射谱中心波长位移的计测方法

摘要

本发明涉及一种光纤布拉格光栅反射谱中心波长位移的计测方法。该方法首先通过已有的常规波长扫描技术获取光纤光栅中心波长发生位移前后的反射谱功率数组；然后计算两反射谱功率数组的粗延迟评价函数，获得粗延迟量；而后进行精细延迟评价函数计算，获得精细延迟量；最后由总延迟量直接换算出光纤布拉格光栅反射谱中心波长的位移量。本发明的特点是通过计算两反射谱功率数组延迟量的方法直接计测波长位移量，采用粗延迟计测和精细延迟计测相结合的技术方案，既实现了高精度计测，又减小了运算量。本发明可应用到光纤布拉格光栅透射谱中心波长位移以及长周期光纤光栅中心波长位移的计测，因此，本发明在光纤光栅传感器领域具有重要的应用价值。

主权项

1.一种光纤布拉格光栅反射谱中心波长位移的计测方法，其特征在于，该方法的步骤如下：步骤1：首先采用已有的常规光纤光栅波长扫描技术设置起始扫描波长W₁、波长扫描步长W_T和扫描点数N，并对光纤布拉格光栅反射谱进行扫描，即获得光纤光栅对不同输入波长的光功率反射值数组；将光纤光栅中心波长位移前的反射谱功率数组记为P₁（i），将光纤光栅中心波长发生一定位移后的反射谱功率数组记为P₂（i），上述i为索引下标，其数值为从1到N的正整数；步骤2：再对上述两光纤光栅反射谱功率数组P₁（i）和P₂（i）进行粗延迟评价函数R₁（m）计算，计算公式为所述M为最大延迟量整数，其数值为不大于N/4的最大正整数；所述m为索引下标，其数值为从-M到M的整数；然后确定所述粗延迟评价函数R₁（m）的最大值,该最大值所对应的索引下标m的数值即为粗延迟量T₁；步骤3：对光纤光栅反射谱功率数组P₂（i）按照P₃（i）=P₂（i+T₁）公式计算获取数组P₃（i）；所述i为索引下标，其数值为从1到N的正整数；所述P₂（i+T₁）在计算过程中，若i+T₁的数值大于N或者小于1，则P₂（i+T₁）取值为0，即此时P₃（i）=P₂（i+T₁）=0；步骤4：对上述反射谱功率数组P₁（i）和P₃（i）进行精细延迟评价函数R₂（i）计算，其计算公式为：S（i）=FFT[P₁（i）]/FFT[P₃（i）]；D（i）=angle[S（i）]；R₂（i）=N·D（i）/(2π·i)；所述S和D为计算过程临时变量数组，所述FFT为快速傅立叶变换函数，所述angle为复数相位角求解函数；所述i为索引下标，其数值为从1到N的正整数；步骤5：再对所述精细时延评价函数R₂（i）按照公式进行计算，获得精细延迟量T₂；所述L为截止索引下标，其数值在5至15之间取某个整数值；步骤6：最后将所述粗延迟量T₁和所述精细延迟量T₂相加形成总延迟量T，即T=T₁+T₂；再将所述总延迟量T与所述波长扫描步长W_T相乘得到波长位移ΔW，即ΔW=T×W_T，从而完成对光纤布拉格光栅反射谱中心波长位移的计测。