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首页光纤布拉格光栅峰值检测:光谱奇偶函数分解新方法
"基于光谱奇偶函数分解的光纤布拉格光栅(FBG)峰值检测是一种新型的检测方法,旨在提高光纤传感器的中心波长检测精度和速度。该方法通过分解FBG光谱的奇偶函数,寻找最大特征值来确定光谱的中心波长。在FBG光谱的描述中,光谱是波长λ和光强P(λ)的函数,通过在λ轴上移动光谱并与P(λ)轴相交,然后分析奇函数的分解结果。这种方法的实验验证显示,与传统的检测算法相比,它能更快、更准确地定位FBG的中心波长。 文章指出,首先采用非对称高斯函数叠加高斯白噪声构建了FBG光谱的理论模型,以模拟实际环境中的信号。接着,对FBG传感器施加线性递增的轴向拉力,改变其光谱特性。随后,利用提出的奇偶函数分解算法计算理论模型和实验数据的中心波长。结果显示,新算法在处理噪声和复杂环境下的性能优越,能有效提升FBG传感器的测量精度。 关键词:测量技术、光纤、光纤布拉格光栅、峰值检测算法、奇偶分解。这些标签强调了研究的核心内容,即利用数学工具改进光纤传感器的性能,尤其是在峰值检测和噪声处理方面。中图分类号TN253则表明该研究属于光学技术领域。 这项工作为光纤布拉格光栅的峰值检测提供了一种创新的解决方案,通过对光谱进行奇偶函数分解,提高了检测速度和准确性,对于光纤传感技术的发展具有重要意义,特别是在需要高精度和快速响应的场合,如环境监测、结构健康监测等领域。"
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第
卷
第
期
中
国
激
光
年
月
CHINESEJOURNALOFLASERS
March
基于光谱奇偶函数分解的光纤布拉格光栅峰值检测
陆 祈 祯
,
丁 朋
,
黄 俊 斌
海军工程大学兵器工程学院
湖北 武汉
摘要
提出一种采用光谱奇偶函数分解的光纤布拉格光栅
光谱峰值检测算法
并进 行了 实验验 证
光
谱 是波长
λ
和光强
P
λ
的函数
沿
λ
轴逐点移动光谱
使光谱与
P
λ
轴相交
并将每个移动点下光谱分解的奇函数
的最大值作为特征值
上述特征值的最小值所对应的
λ
即为
光谱的中心波长
采用非对称高斯函数叠加高斯
白噪声建立
光谱理论模型
对
传感器依次施加线性递增的轴向拉力
然后使 用所 提算 法计 算理 论模 型和
实验
光谱的中心波长
结果表明
与传统算法相比
该算法能够更快
更准确地检测出
光谱的中心波长
关键词
测量
光纤
光纤布拉格光栅
峰值检测算法
奇偶分解
中图分类号
文献标志码
doi
:
.
/
CJL.
PeakDetectionofFiberBra
gg
Gratin
g
S
p
ectraUsin
g
EvenGOddFunctionfor
S
p
ectralDecom
p
osition
De
p
artmento
f
Wea
p
onEn
g
ineerin
g
NavalUniversit
y
o
f
En
g
ineerin
g
Wuhan
Hubei
China
Abstract
λ
P
λ
λ
P
λ
λ
Ke
y
words
OCIScodes
收稿日期
修回日期
录用日期
基金项目
国家自然科学基金
湖北省自然科学基金
EGmail
引
言
基于波分复用的光纤布拉格光栅
传感器
通过检测
光谱中心 波 长的变化
来探测温度
应变
位移
加 速 度 等 物 理 量
目 前
检 测
中心波长的算法大致分为以下几类
光谱最
大值法
如直接峰值法
半峰值法
自适应阈值法
但光谱的最大值容易受噪声影响
王巧妮等
提出
了利用
图像修正最大值的方 法
对直接提取
的最大值进行进一步的修正
使得提取的
光谱
中心波长的抗噪 声 能力得到 增 强
高斯函数 法
如遗传算法
蚁 群 算 法
神 经 网 络 算 法
粒 子
群算法
但该方法没有考虑
光谱的形状
陈
勇等
提出利用非对称高斯模型以及修正高斯模
型来解 决
光 谱 非 对 称 的 问 题
使 得 提 取 的
中心波 长 的 抗 波 形 不 对 称 能 力 得 到 增 强
蒙特卡罗法
利用该方法能快速简单地计算
光
谱的重心
但是精度不高
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weixin_38625442
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