[发明专利]一种光纤光栅实时光谱分析装置及方法

摘要

本发明公开了一种光纤光栅实时光谱分析装置和方法，该装置包括光源模块、传感单元、色散单元、记录模块和待测单元。本发明首先使用光源模块、传感单元、色散单元和记录模块获得“频率-时间映射”关系，然后将传感单元替换为待测单元，利用光源模块、待测单元、色散单元和记录模块采集得到时域脉冲信号，利用“频率-时间映射”关系将其转换为频域信号，从而实现对于FBG的超快光谱分析。由于示波器对时域信号的采集相比较直接使用光谱仪测量谱线要快，因此本发明可以实现光谱的快速分析。同时由于本发明使用飞秒激光脉冲作为光源，因此本发明能够达到大的测量动态范围。

主权项

一种光纤光栅实时光谱分析装置，其特征在于，该装置包括：光源模块(1)、传感单元(2)、色散单元(3)、记录模块(4)和待测单元，其中：所述光源模块(1)用于发射脉冲；所述传感单元(2)和所述待测单元通过光学开关(22)连接所述光源模块1；所述传感单元(2)用于使所述发射脉冲信号发生干涉；所述待测单元包括多根串联的光纤布拉格光栅FBG(7、8)、压电陶瓷纳米平移台(10)及其驱动器(9)；所述压电陶瓷纳米平移台(10)与除最后一个FBG的其他FBG(7)并联，所述压电陶瓷纳米平移台(10)与其驱动器(9)相连；所述色散单元(3)通过光学开关(23)连接所述传感单元(2)和所述待测单元，用于对所述传感单元(2)或所述待测单元发射的脉冲进行展宽；所述记录模块(4)连接所述色散单元(3)，用于记录频域和时域的出射脉冲信号；在对待测单元中的FBG的光谱进行检测之前，先将所述光学开关(22)、(23)连接到所述传感单元(2)上，根据所述记录模块(4)记录的频域和时域的出射脉冲信号，得到“频率‑时间”映射校准关系；然后，在对待测元件中的FBG进行超快光谱分析时，将所述光学开关(22)、(23)连接到所述待测单元上，测量记录模块(4)输出的时域脉冲信号波形，通过所述“频率‑时间”映射校准关系，将所述时域脉冲信号波形转化得到与之对应的频谱波形，完成对于待测FBG的超高速光谱检测。