在追寻光纤Bragg光栅传感器的精确解调之路上,我们不仅要探索其背后的科学原理,更要面对现实挑战。微型光谱仪虽然体积小、价格便宜,但它的光谱分辨力远未达到FBG解调所需的pm级别。为了克服这一难题,科学家们提出了基于F-P可调谐滤波器和波长基准器,结合插值-相关谱法的高精度解调方法。
这种方法首先通过线性插值在原始光谱中增加数据点,使得原始和漂移后光谱更加相似,然后利用相关谱法计算Bragg波长漂移量。这一技术不仅能够有效抑制噪声,还能实现高精度测量温度、应变等外界参量变化。
理论分析表明,这种方法与峰值检测法相比具有更高的精度。峰值检测法是直接计算原始反射谱中的最大值,而频谱相关法则是通过计算一系列对应不同漂移值的相关值中的最大值,从而有效地减少了噪声影响。
实验结果显示,当采用插值-相关谱法时,其标准差为0.002 14 nm,比峰值法(0.042 41 nm)和没有插入任何数据的情况下使用相关谱法(0 nm)都有显著提高。在一定条件下,每相邻两点之间插入12个数据点时,可以达到1 pm的分辨力,并且随着进一步增加数据点数,不会再有明显提升。
此外,该方法还被应用于温度传感实验中,结果表明,测量误差小于±0.2℃。综上所述,这项研究成功证明了该新方法可以实现高精度FBG传感器解码,为广泛应用提供了可能。
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