1.基于衍射光栅的长周期光纤光栅空分复用解调系统,包括光源模块(1)、光复用模块(2)、单片机模块(3)、计算机检测系统(4)和光解调模块(5),其特征在于,所述的光复用模块(2)的输入端分别与所述的光源模块(1)和所述的单片机模块(3)连接,所述的光复用模块(2)的输出端与所述的光解调模块(5)连接,所述的光复用模块(2)包括光控开关、阵列和光耦合器,所述的单片机模块(3)包括单片机最小系统和电平和逻辑关系转换模块,电平和逻辑关系转换模块实现了USB转TTL并与单片机最小系统相连,所述的计算机检测系统(4)通过串口将光控开关切换的指令传输至所述的单片机模块(3),所述的单片机模块(3)接收到指令后控制引脚电平完成光路的切换,所述的光解调模块(5)的输入端和所述的光复用模块(2)相连,输出端通过GPIB和所述的计算机检测系统(4)相连,所述的光解调模块(5)包括反射镜、衍射光栅和探测器,所述的计算机检测系统(4)通过GPIB发送对所述的光解调模块(5)的控制指令完成光信号的解调,解调后数据返回至所述的计算机检测系统(4)中进行数据处理;
所述的光源模块(1)为超宽带光源,光谱范围为1250 1630nm,输出功率大于8.5mW;
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所述的光复用模块(2)由光控开关、阵列和光耦合器组成,光控开关选用1×8机械式可控光开关,通过移动内部光纤将光信号直接耦合到输出端,光路切换时间小于10ms,通过改变引脚电平来实现光路的切换,光耦合器选用光纤耦合器,在系统中,光开关的通道数目为
8个,因此选择的是8×1的光纤耦合器,完成八个光路的八合一;
所述的单片机模块(3)由单片机最小系统和电平和逻辑关系转换模块组成,单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分组成,电平和逻辑关系转换模块将USB电平转为TTL电平,即通过单片机最小系统串口连接电平和逻辑关系转换模块,用USB连接线把所述的计算机检测系统(4)和所述的单片机模块(3)进行连接,下载程序和进行串口通信;
所述的光解调模块(5)由反射镜、衍射光栅和探测器组成,被阵列调制的光信号进入反射镜中,通过调整衍射光栅的位置可对光信号的波长范围进行扫描,不同的衍射光栅角度会将不同波长分离,经反射镜反射传输至探测器,最终被探测器检测,实现光谱分析;
所述的计算机检测系统(4)由开关控制、波长采集、光谱绘制和参量显示四部分组成,开关控制连接单片机的串口进行配置,选择与单片机相连的串口,并设置为与单片机相同的波特率,在与光开关相接的单片机上写入的是引脚电平控制程序,通过引脚电平控制光路选择;波长采集通过设置中心波长和波长跨度来选择扫描的开始波长和结束波长,执行与所述的光解调模块(5)的通讯;光谱绘制函数设置扫描模式、扫描的点数和执行扫描的控制命令传输至光解调模块(5)中,所述的光解调模块(5)会在识别这三个命令后开始进行扫描,扫描结束后将波长轴的数据和透射率轴的数据传输到计算机;参量显示将所测的参量、对应的波长值及透射率显示在界面上。
2.基于权利要求1所述的基于衍射光栅的长周期光纤光栅空分复用解调系统的解调方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)所述的光源模块(1)为所述的光复用模块(2)提供光源;
2)所述的计算机检测系统(4)将光控开关切换的指令发送至所述的单片机模块(3);
3)所述的单片机模块(3)接收到所述的计算机检测系统(4)的指令后控制引脚电平完成光路的切换;
4)所述的计算机检测系统(4)计算机发送对所述的光解调模块(5)的控制指令,所述的光解调模块(5)接收指令完成光信号的解调;
5)解调后数据返回至所述的计算机检测系统(4)中进行数据处理,最后将长周期光纤光栅的光谱、谐振波长和参量进行还原。