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专利号: 2024101384021
申请人: 广东海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像处理的光纤布拉格光栅信号解调系统,其特征在于,包括:宽带光源ASE、光纤布拉格光栅FBG、光环形器、光纤马赫曾德尔干涉仪和条纹识别与图像处理系统;

所述宽带光源ASE用于发射光信号;

所述光环形器用于将所述光信号传输到所述光纤布拉格光栅FBG;

所述光纤布拉格光栅FBG用于基于所述光信号产生布拉格波长,并将满足相位匹配条件的布拉格波长经所述光环形器传输到所述光纤马赫曾德尔干涉仪;

所述光纤马赫曾德尔干涉仪用于基于所述满足相位匹配条件的布拉格波长产生干涉条纹;

所述条纹识别与图像处理系统用于对所述干涉条纹进行处理,实现调制到所述光纤布拉格光栅FBG上的环境参数信号解调;

对所述干涉条纹进行处理,实现调制到所述光纤布拉格光栅FBG上的环境参数信号解调的过程包括:通过相机抓拍干涉条纹的变化图像,并将所述变化图像作为原始图像进行相应的图像处理,得到干涉条纹间距;

根据所述干涉条纹间距与干涉仪输入波长之间的关系,确定布拉格反射波长因外界环境参数变化引起的偏移量,实现调制到所述光纤布拉格光栅FBG的环境参数信号解调;

干涉条纹间距与干涉仪输入波长之间的关系为:

d=λ/(2πD),其中,D是光纤的直径,λ是干涉仪输入波长,d是条纹间距。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的光纤布拉格光栅信号解调系统,其特征在于,所述光环形器包括:第一端口、第二端口和第三端口;

所述宽带光源ASE发射的光信号从所述光环形器的第一端口入射经第二端口出射传输到所述光纤布拉格光栅FBG,满足相位匹配条件的布拉格波长被反射回到所述光环形器的第二端口,然后从所述光环形器的第三端口出射进入所述光纤马赫曾德尔干涉仪;其中,反射波长受环境参数的影响会发生偏移。

3.根据权利要求1所述的基于图像处理的光纤布拉格光栅信号解调系统,其特征在于,通过相机抓拍干涉条纹的变化图像,并将所述变化图像作为原始图像进行相应的图像处理,得到干涉条纹间距的过程包括:对相邻暗条纹的间距大小进行图像处理识别,获得暗条纹间距;

对相邻亮条纹的间距大小进行图像处理识别,获得亮条纹间距;

对同一时刻获得的亮条纹间距和暗条纹间距求平均值,得到干涉条纹间距。

4.一种基于图像处理的光纤布拉格光栅信号解调方法,其特征在于,包括以下步骤:获取光信号;

基于所述光信号产生布拉格波长;

基于满足相位匹配条件的布拉格波长产生干涉条纹;

对所述干涉条纹进行处理,实现环境参数信号解调;

对所述干涉条纹进行处理,实现环境参数信号解调的方法包括:通过相机抓拍干涉条纹的变化图像,并将所述变化图像作为原始图像进行相应的图像处理,得到干涉条纹间距;

根据所述干涉条纹间距与干涉仪输入波长之间的关系,确定布拉格反射波长因外界环境参数变化引起的偏移量,实现环境参数信号解调;

干涉条纹间距与干涉仪输入波长之间的关系为:

d=λ/(2πD),其中,D是光纤的直径,λ是干涉仪输入波长,d是条纹间距。

5.根据权利要求4所述的基于图像处理的光纤布拉格光栅信号解调方法,其特征在于,通过相机抓拍干涉条纹的变化图像,并将所述变化图像作为原始图像进行相应的图像处理,得到干涉条纹间距的方法包括:对相邻暗条纹的间距大小进行图像处理识别,获得暗条纹间距;

对相邻亮条纹的间距大小进行图像处理识别,获得亮条纹间距;

对同一时刻获得的亮条纹间距和暗条纹间距求平均值,得到干涉条纹间距。