在追求微型化与便宜性的同时,新兴的微型光谱仪虽然体积小、价格亲民,但其光谱分辨力仅在0.1nm数量级,与精确测量FBG传感器所需的pm级分辨力相比,仍有巨大的差距。为了弥补这一缺陷,本文提出了一种基于F-P可调谐滤波器和波长基准器的高精度解调方法,即插值-相关谱法。
这种方法首先通过线性插值技术,在原始光谱中增加多个点,以提高数据密度并降低噪声影响。然后,利用互相关函数来分析原信号与漂移后信号之间的相似性,从而精确计算出Bragg波长的变化。这一方法不仅能够有效地抑制噪声,还能提供更高的测量精度,使得可以实现对温度、应变等外界参量进行高精度监测。
实验结果表明,将每相邻两点间线性插入12个点后的插值-相关谱法,其波长分辨力达到1 pm,是目前市场上难以实现的小于1 pm水平。此外,该方法还能够提供±0.2℃的温度测量精度,对于需要实时监控环境条件的人工智能系统尤为重要。
综上所述,本文提出的插值-相关谱法结合了优良的理论基础和实际操作效率,为解决当前微型光纤Bragg光栅传感器解调中的分辨率问题提供了新的思路和可能。通过这种方法,不仅缩小了设备尺寸,同时也提升了数据处理速度,为现场应用打开了大门。