智能服装中光纤布拉格光栅的高精度波长解调技术：体温心音同步检测

本文主要探讨了一种创新的光纤布拉格光栅（FBG）波长解调技术，旨在应用于智能服装中实现体温和心音的同步检测。该技术利用了可调谐法布里-珀罗（F-P）滤波器，这是一种精密的光学器件，能够对分布式多光纤光栅进行高精度的静态波长解调，同时处理单光纤光栅的高速动态波长解调。这种解调方法的关键在于，通过梳状滤波器实时校准F-P控制电压与输出波长之间的关系，从而提高了静态解调的准确性。 为了保证长时间的动态解调稳定性，研究者在控制电压中引入了扰动信号，使得F-P滤波器的中心波长能在工作点保持稳定。实验结果显示，设计的解调系统在静态波长解调方面表现出卓越的性能，精度达到±5 pm，重复性在5 pm以内，这对于医疗或健康监测应用来说是非常重要的精度指标。动态波长解调的理论范围达到了225 pm，实际测试中可达203 pm，显示出系统的高效性能。 此外，该系统的频率响应具有良好的设计，3 dB带宽设计值为1 kHz，实测值接近950 Hz，这意味着它在20~200 Hz的心音信号频段内有稳定的响应，这对于捕捉生理信号具有很高的适用性。这项技术在光纤光学和光纤布拉格光栅领域有着重要的应用前景，为无线、便携式健康监测设备的发展提供了可能。 关键词包括光纤光学、光纤布拉格光栅、静态波长解调、动态波长解调以及光纤法布里-珀罗滤波器，这些都是本文技术的核心要素。通过这些技术手段，研究者不仅实现了高精度的光信号处理，还展示了其在实际应用中的实用性和可靠性。这一成果对于提升生物医学信号检测的精确度和便捷性具有重要意义。