王 伟,张天阳,陈海滨,郭子龙

(西安工业大学 光电工程学院，西安 710021)

引 言

布喇格光栅光纤(fiber Bragg grating,FBG)作为一种均匀光栅光纤，其内部的折射角度的变化和依据变化所形成的规律周期都沿着光纤轴向固定不变[1]。光纤布喇格光栅作为传感元件，具有低损耗、光谱特性好、易于连接、可靠性高的优点[2]，其传感的信息采用波长编码，且波长参量不受光源功率起伏以及光路连接或耦合损耗的影响，抗干扰能力很强。因此光纤光栅的解调是光纤光栅传感器用的关键技术。

目前的光纤光栅传感器解调方法大部分都是基于波长扫描原理对光纤光栅进行解调，衡量解调系统的重要指标就是扫描速度和解调精度[3]。FBG传感信号的解调方法有很多，可分为以下几类:边缘滤波法[4]、匹配滤波法[5]、可调谐滤波法[6]、光栅啁啾解调法[7]、CCD测量法[8]、干涉解调法[9]。2009年，WANG等人采用2kHz锯齿波输出控制模块给法布里-珀罗 (Fabry-Pérot,F-P) 腔提供驱动，在50nm带宽2kHz的扫描频率下，实现了平均寻峰误差小于0.5pm的光纤光栅解调[10]。2013年，CAI等人提出了一种基于状态机的自适应半峰检测算法，采用时间交替技术完成对光谱波形的高速采样[11]。LI等人采用半导体光放大器和可调谐F-P滤波器，采用2kHz的类三角波调制信号，驱动F-P滤波器在50nm的光谱范围内进行快速扫描[12]，有效减小了FP腔的腔长变化的非线性效应。迄今为止，光纤光栅传感器解调系统存在着光源稳不稳定、解调系统体积庞大、解调速率较慢等亟待解决的问题。

本文中针对上述存在的问题提出了一种高速小型化解调系统的设计。……