一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统及方法，系统包括：可调谐激光模块组，由多个不同波长段的可调谐激光模块组成，每个可调谐激光模块皆包括发光芯片和温度调制装置；波分复用器；环形器；光纤，光纤上设置有光纤编码；APD光电采集器；AD采集卡；主控制器。本实施例多个可调谐激光模块逐个轮巡发光，配合APD光电采集器与AD采集卡，采集频率为传统波长探测器的40倍以上，且能一次完成单个中心波长的光源在光纤链路全程的反射信号采集，在成本更低的条件下实现光纤编码的更快识别。结合温度调制装置作用于发光芯片实现单个光源中心波长的多个变化，提高光纤编码识别精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及光纤通讯领域，特别涉及一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统及方法。

技术介绍

[0002]在光纤通讯领域，光纤编码光纤编码作为光纤介质唯一识别的一种技术手段，是由多个不同波长的光纤光栅组成的，光纤编码识别系统是准确识别其光纤光栅波长的光学检测系统。现有光纤编码识别系统主要使用波长探测器(AD采集卡)单次采集时间长，且使用的主要光波为非通信波长，单个激光器所发出的中心波长光波带宽过大，造成识别精度不够。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统及方法，可实现高精度快速采集反射信号以及光纤编码识别。
[0004]根据本专利技术第一方面实施例的一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统，包括：可调谐激光模块组，由多个不同波长段的可调谐激光模块组成，每个所述可调谐激光模块皆包括不同波长段的发光芯片和温度调制装置，所述温度调制装置用于调制所述发光芯片的中心波长；波分复用器，其输入端分别与所述多个不同波长段的可调谐激光模块连接以实现可调谐激光模块组的波长耦合；环形器，所述环形器具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述波分复用器的输出端连接；光纤，所述光纤输入端与所述环形器的第二端口连接，所述光纤上设置有光纤编码；APD光电采集器，与所述环形器的第三端口连接以接收光纤编码回传的光波信号并转换成电平信号；AD采集卡，与所述APD光电采集器的输出端连接以用于将所述APD光电采集器的电平信号转换成数字信号并反馈至主控制器；主控制器，分别与所述可调谐激光模块组、APD光电采集器、AD采集卡电性连接，用于控制所述可调谐激光模块组的各个可调谐激光模块轮巡发光以实现光纤编码的识别。
[0005]根据本专利技术第一实施例的温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统，至少具有如下有益效果：本实施例利用不同中心波长的多个可调谐激光模块逐个轮巡发光，配合APD光电采集器与AD采集卡组成的快速识别模块，采集频率为传统波长探测器的40倍以上，且能一次完成单个中心波长的光源在光纤链路全程的反射信号采集，在成本更低的条件下实现光纤编码的更快识别；此外，结合温度调制装置作用于发光芯片实现单个光源中心波长的多个变化，实现单个光源发送不同中心波长的光波，提高光纤编码识别精度。
[0006]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述温度调制装置包括驱动控制模块、温度传感器和半导体制冷片，所述驱动控制模块分别与所述主控制器、发光芯片、温度传感器和半导体制冷片电性连接，且所述温度传感器和半导体制冷片皆贴附于所述发光芯片表面。
[0007]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述的温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别
系统还包括设置在所述APD光电采集器与AD采集卡之间的放大器。
[0008]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述可调谐激光模块组采用DFB激光器。
[0009]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述主控制器采用FPGA。
[0010]根据本专利技术第二方面实施例的一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别方法，包括以下步骤：S100、由主控制器输出脉冲驱动指令给可调谐激光模块组的第一个可调谐激光模块，启动时间为t0，脉冲宽度为t；其中，每一个所述可调谐激光模块采用一个大小不同的中心波长，分别对应光纤编码的不同码元；S200、第一个可调谐激光模块输出一个中心波长的脉冲光波至波分复用器、环形器、含有光纤编码的待测光纤；S300、由主控制器控制APD光电采集器启动以接收反射光波信号并转换成模拟电平信号，开启时间为t0，实现单个中心波长的脉冲光波在待测光纤全程的反射光波信号波长及能量采集；S400、利用AD采集卡将APD光电采集器采集的模拟电平信号转换成数字信号并反馈至所述主控制器；S500、主控制器根据采集到的数字信号计算出光纤中每一个点的能量值以及第一个可调谐激光模块对应的光纤编码反射波长；S600、对所述第一个可调谐激光模块进行至少两次温度调制以改变输出的中心波长，重复上述S100至S500步骤以完成第一个码元中心波长附近多光谱波长的测试；S700、按顺序控制其余可调谐激光模块逐一发光，重复上述S100至S600步骤采集不同码元对应的波长及能量，从而实现光纤编码的完整识别。
[0011]根据本专利技术第二方面实施例的温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别方法，至少具有如下有益效果：本实施例利用不同中心波长的多个可调谐激光模块逐个轮巡发光，配合APD光电采集器与AD采集卡组成的快速识别模块，采集频率为传统波长探测器的40倍以上，且能一次完成单个中心波长的光源在光纤链路全程的反射信号采集，在成本更低的条件下实现光纤编码的更快识别；此外，结合温度调制装置作用于发光芯片实现单个光源中心波长的多个变化，实现单个光源发送不同中心波长的光波，提高光纤编码识别精度。
[0012]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述可调谐激光模块组由多个可调谐激光模块组成，每个所述可调谐激光模块的光谱为其中心波长
±
0.5nm。
[0013]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述脉冲宽度t＝k*t00，其中t00为基准脉宽宽度，k为与所测量最大距离关联的指定系数。
[0014]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述APD光电采集器的采集时间间隔为t11，每一个采集点的采集时间为m*t11，m为采集点序号，其中，t11＝t00*k。
[0015]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述温度调制的温差间隔为2摄氏度。
[0016]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1为本专利技术实施例的光纤编码识别系统原理图；
[0019]图2为本专利技术实施例的可调谐激光模块原理图；
[0020]图3为本专利技术实施例的光纤编码识别方法流程图。
[0021]附图标记：
[0022]可调谐激光模块组100、发光芯片110、驱动控制模块120、温度传感器130
[0023]和半导体制冷片140
[0024]波分复用器200、环形器300、光纤400、光纤编码410、APD光电采集器500、AD采集卡600、主控制器700、放大器800。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统，其特征在于：包括可调谐激光模块组(100)，由多个不同波长段的可调谐激光模块组成，每个所述可调谐激光模块皆包括不同波长段的发光芯片(110)和温度调制装置，所述温度调制装置用于调制所述发光芯片的中心波长；波分复用器(200)，其输入端分别与所述多个不同波长段的可调谐激光模块连接以实现可调谐激光模块组(100)的波长耦合；环形器(300)，所述环形器(300)具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述波分复用器(200)的输出端连接；光纤(400)，所述光纤(400)输入端与所述环形器(300)的第二端口连接，所述光纤(400)上设置有光纤编码(410)；APD光电采集器(500)，与所述环形器(300)的第三端口连接以接收光纤编码(410)回传的光波信号并转换成电平信号；AD采集卡(600)，与所述APD光电采集器(500)的输出端连接以用于将所述APD光电采集器(500)的电平信号转换成数字信号并反馈至主控制器(700)；主控制器(700)，分别与所述可调谐激光模块组(100)、APD光电采集器(500)、AD采集卡(600)电性连接，用于控制所述可调谐激光模块组(100)的各个可调谐激光模块轮巡发光以实现光纤编码(410)的识别。2.根据权利要求1所述的温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统，其特征在于：所述温度调制装置包括驱动控制模块(120)、温度传感器(130)和半导体制冷片(140)，所述驱动控制模块分别与所述主控制器(700)、发光芯片(110)、温度传感器(130)和半导体制冷片(140)电性连接，且所述温度传感器(130)和半导体制冷片(140)皆贴附于所述发光芯片(110)表面。3.根据权利要求1所述的温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统，其特征在于：还包括设置在所述APD光电采集器(500)与AD采集卡(600)之间的放大器(800)。4.根据权利要求1所述的温度调制多光谱矩阵的光纤编码识别系统，其特征在于：所述可调谐激光模块组(100)采用DFB激光器。5.根据权利要求1所述的温度调制多光谱矩阵的光纤编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱惠君，薛鹏，白金刚，毛志松，邬耀华，
申请(专利权)人：中山水木光华电子信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：