光纤的数据修正

张亚星

【摘 要】本文详细介绍了两种数据修正方法：双光纤修正和多光纤修正，经过修正的数据远比修正前的稳定性高。我们采用的方法是利用参考光纤的中心波长和在扫描数据中的位置，通过插值法得到探测光纤的中心波长。

【关键词】双光纤修正；三光纤修正；稳定性；参考光纤

1.引言：波峰在扫描数据中的位置与中心波长是否线性，在很大程度上取决于扫描电路的稳定性、扫描电压的线性度和探测器周围的温度变化。由于这些因素的制约，峰值探测系统探测到信号的波峰位置后，该位置对应的波长并不是固定的。因此如果不进行修正，得到的结果将会出现显著偏差。

2.作为例子，在表中列出同一温度下分两次探测到的中心波长在扫描数据中的位置。温度不变时，同一传感器的反射光中心波长应该不变，但是从表1中我们可以看出，同一波长在扫描数据中的位置是不一样的。

下面我们将介绍两种数据修正方法：双光纤修正或多光纤修正。

（1）双光纤修正

如果扫描电压是线性变化的，而扫描电压或者频率发生了变化，则可以采用双光纤修正。双光纤修正就是在恒温箱内放置两个标准光纤，它们的布拉格中心波长 已知，在探测时，也向这两个光线中通入同样的宽带光，探测到这两个传感器信号在扫描数据中的对应位置，最后使用我们上一节介绍的线性插值法，通过这两个已知的两个中心波长和扫描数组位置的对应，计算被探测传感器信号的中心波长值。

（2）多光纤修正

在扫描电压受外界的影响，线性度不太好的情况下，通过双光纤修正得到的波长值除了在靠近两个参考光纤中心波长处比较准确外，在其他地方会有较大的误差，因此需要进行多光纤修正。多光纤修正与双光纤修正的原理相同，也是运用插值法来求近似解，不同的只是参考光纤数目要多。由于本次设计过程中我们使用了三根参考光纤，所以我们将以三光纤为例来介绍多光纤修正。

3.小结：由上面的讨论可以看出三光纤修正比双光纤修正得到的结果更加稳定。而且，三光纤修正可允许扫描电压的非线性变化，所以三光纤应是首选的数据修正方法。当然如果我们继续增加参考光纤的数量，还可能得到更好的修正效果，虽然这一点我们没有进行验证，但确信这样的办法可行。然而随着参考光纤数目的增多，插值多项式的幂次也相应的增高，插值理论认为，插值多项式的幂次过高时也会带来数值不稳定的问题，因此七次以上的高次插值很小采用。

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