在探索微型光谱仪的边界时,我们发现它们虽然体积小、价格便宜,但其光谱分辨力仅能达到0.1nm,远未能满足高精度FBG解调所需的pm级分辨力。为了解决这一难题,本文提出了一种基于F-P可调谐滤波器和波长基准器的插值-相关谱法,以提高Bragg波长漂移量的测量精度。
首先,我们回顾了FBG传感器的原理,它利用Bragg衍射原理将宽带光源发出的光以特定的Bragg波长反射回来。当FBG受到外界因素影响时,如温度或应变,其栅距或有效折射率变化导致反射波长漂移。通过实时监测这个偏移量,可以获得待测物理量的变化。
随后,我们介绍了插值-相关谱法,这种方法结合了线性插值技术,使原始光谱更加接近于漂移后的形状,从而在相关运算中更准确地确定Bragg波长漂移量。这项技术不仅能够有效抑制噪声,而且能够实现高精度测量。
实验结果表明,在采用中心波长为1550nm LED发出的光经过F-P可调谐滤波器后,通过DSP实现插值-相关谱法解调,能够显著提高信噪比并降低误差。在对比峰值检测法与此方法之间的一系列实验中,插值-相关谱法展示出了更高的分辨力和更好的稳定性。
最后,本文总结了该方法在温度传感实验中的应用,并验证了其线性拟合关系之误差为±1.18pm。这一成果证明了这种创新解码技术可以用于实际应用,为未来研究提供新的思路,同时也展现出它对于提高FBG传感器性能至关重要。