光纤布拉格光栅(FBG)高精度解调：实际反射谱匹配法

"基于FBG实际反射谱匹配的FBG峰值波长偏移量的高精度确定方法" 在光纤通信和传感器领域，光纤布拉格光栅（FBG）因其独特的特性被广泛应用于各种光学系统中。FBG的工作原理是利用其反射特定波长的光来实现对光信号的调制。然而，在实际应用中，由于各种因素如温度变化、压力或应变的影响，FBG的峰值波长会发生偏移，这就需要精确地解调出这些偏移量以便获取准确的传感信息。 传统的FBG解调方法通常依赖于高分辨率的光谱仪或电荷耦合器件（CCD）来测量FBG的反射谱。然而，这种方法在面临低成本和低分辨率CCD设备时，可能会导致测量精度下降，尤其是在测量FBG的微小波长偏移时。为了解决这一问题，本文提出了一种创新的解调策略。 该方法的核心是基于FBG的实际反射谱构建基函数匹配。具体来说，通过采集FBG的真实反射谱数据，构建一个与之匹配的基函数。然后，将低分辨率CCD获取的有限测量点与这个基函数进行比较和匹配，从而确定FBG的峰值波长偏移量。这种方法优于传统的特定函数拟合方式，因为它更能适应FBG反射谱的实际形状，从而提高解调的准确性。 理论分析和实验验证表明，这种基于FBG实际反射谱函数匹配的方法在CCD采样点数少、光谱分辨率低的条件下，仍能实现对FBG峰值波长偏移量的高精度确定。这对于提升在实际工程应用中，尤其是那些需要低成本解调方案的场合，FBG传感器的性能具有重要意义。 关键词涉及的技术点包括光纤光学、光纤光栅传感、波长解调、最小二乘法以及峰值波长偏移。最小二乘法在这里可能用于优化匹配过程，以最小化测量数据与基函数之间的差异。通过这种方式，即使在硬件限制下，也能最大限度地提高解调的精确度。 总结来说，这项工作提供了一种新的、高精度的FBG峰值波长偏移量确定方法，特别适用于资源有限或成本敏感的环境。通过利用FBG的实际反射谱特征，该方法提升了低分辨率CCD解调的性能，对于推动光纤传感器技术的发展具有积极影响。