張亞星

【摘 要】本文詳細介紹了兩種數(shù)據(jù)修正方法：雙光纖修正和多光纖修正，經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)遠比修正前的穩(wěn)定性高。我們采用的方法是利用參考光纖的中心波長和在掃描數(shù)據(jù)中的位置，通過插值法得到探測光纖的中心波長。

【關鍵詞】雙光纖修正；三光纖修正；穩(wěn)定性；參考光纖

1.引言：波峰在掃描數(shù)據(jù)中的位置與中心波長是否線性，在很大程度上取決于掃描電路的穩(wěn)定性、掃描電壓的線性度和探測器周圍的溫度變化。由于這些因素的制約，峰值探測系統(tǒng)探測到信號的波峰位置后，該位置對應的波長并不是固定的。因此如果不進行修正，得到的結(jié)果將會出現(xiàn)顯著偏差。

2.作為例子，在表中列出同一溫度下分兩次探測到的中心波長在掃描數(shù)據(jù)中的位置。溫度不變時，同一傳感器的反射光中心波長應該不變，但是從表1中我們可以看出，同一波長在掃描數(shù)據(jù)中的位置是不一樣的。

下面我們將介紹兩種數(shù)據(jù)修正方法：雙光纖修正或多光纖修正。

（1）雙光纖修正

如果掃描電壓是線性變化的，而掃描電壓或者頻率發(fā)生了變化，則可以采用雙光纖修正。雙光纖修正就是在恒溫箱內(nèi)放置兩個標準光纖，它們的布拉格中心波長 已知，在探測時，也向這兩個光線中通入同樣的寬帶光，探測到這兩個傳感器信號在掃描數(shù)據(jù)中的對應位置，最后使用我們上一節(jié)介紹的線性插值法，通過這兩個已知的兩個中心波長和掃描數(shù)組位置的對應，計算被探測傳感器信號的中心波長值。

（2）多光纖修正

在掃描電壓受外界的影響，線性度不太好的情況下，通過雙光纖修正得到的波長值除了在靠近兩個參考光纖中心波長處比較準確外，在其他地方會有較大的誤差，因此需要進行多光纖修正。多光纖修正與雙光纖修正的原理相同，也是運用插值法來求近似解，不同的只是參考光纖數(shù)目要多。由于本次設計過程中我們使用了三根參考光纖，所以我們將以三光纖為例來介紹多光纖修正。

3.小結(jié)：由上面的討論可以看出三光纖修正比雙光纖修正得到的結(jié)果更加穩(wěn)定。而且，三光纖修正可允許掃描電壓的非線性變化，所以三光纖應是首選的數(shù)據(jù)修正方法。當然如果我們繼續(xù)增加參考光纖的數(shù)量，還可能得到更好的修正效果，雖然這一點我們沒有進行驗證，但確信這樣的辦法可行。然而隨著參考光纖數(shù)目的增多，插值多項式的冪次也相應的增高，插值理論認為，插值多項式的冪次過高時也會帶來數(shù)值不穩(wěn)定的問題，因此七次以上的高次插值很小采用。

【參考文獻】

[1]徐萃薇，孫繩武.計算方法引論[M].北京：清華大學出版社，2007.

[2]王曉霞，淺沼宏.同時測量多參數(shù)FBG傳感器的應用與研究[J].電子元件與材料，2007，18（10）.

[3]饒云江，王義平，朱濤.光纖光柵原理及應用[M].北京：科學出版社，2006.

[4]18.M. Mc Call，‘On the application of coupled mode theory for modeling fiber Bragg gratings，J. Lightwave Tech.18（2000）.

[5]T. Erdogan，‘Cladding. Mode resonances in short and long period fiber grating filters，J. Opt.Soc. Am.A，14（1997）.

[6]單世民，趙明硯，何英昊.數(shù)據(jù)庫設計教程[M].北京：清華大學出版社，2010.