光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。当光纤光栅周围的环境（如温度、应力）等发生变化时，通过此光栅反射的特定波长随之发生改变^[1]。光纤布拉格光栅（FBG）是光纤光栅的一种，这类光纤光栅是最早发展起来的，写制方法以及成栅机理都已经很成熟稳定，目前在实际的应用方面最为广泛。光纤光栅传感器的核心就是不同封装形式的布拉格光纤光栅，它是一种新型的传感器，其具有很多常规传感器难以比拟的优良特性，可用于温变和压力等物理量的测量^[4]。近年来基于光纤布拉格光栅的传感检测技术蓬勃发展，由于其电气绝缘、抗电磁干扰、耐酸碱腐蚀、体积小、重量轻、灵敏度高等优点而广泛应用于煤矿、石油、化工、航空航天、建筑物结构健康监测、复杂机械系统动态监测等领域^[3]。各种实用化的光纤光栅传感解调系统的解决方案应运而生。随着应用领域的不断扩展，对解调精度、解调频率等要求也越来越高，这极大地促进了国内外关于光纤光栅传感解调技术的研究^[7]。

光纤布拉格光栅的传感解调主要是需要识别传感器反射光信号的波长的变化值，因此最简单的方法是使用光谱仪、多波长计等仪器读取测量的波长值^[8]，然后根据相应的对应关系换算出待测物理量的偏移。然而这些仪器并非专用光纤光栅解调设备，体积庞大，价格昂贵却又功能单一，无法满足工业需求。在实际应用中，结合光纤布拉格光栅传感器的特性，主要采用以下几种解调方法实现光纤布拉格光栅传感解调。

（1）匹配光栅解调法

匹配光栅解调法是利用另一个FBG（参考光栅），在驱动元件的作用下借助外差载波技术来跟踪FBG(传感光栅)的波长变化，使得参考光栅的反射波长在某个时刻或者某段时间内和传感光栅的反射波长一致，通过检测驱动元件的扫描信号与光电转换波形信号中波长中心位置的相对关系来计算出传感光栅的变化值^[11]。匹配光栅解调法结构简单、成本低，然而其要求传感光栅与参考光栅严格匹配，因此解调范围狭窄，适用于小范围内变化的物理量的传感^[10]。

（2）边缘滤波法

边缘滤波法是利用耦合器在一定波长范围内,耦合器的效率与波长基本呈线性关系的特性来测量光纤光栅的波长变化^[12]。这种方法后续的电子处理电路极为简单,但由于受器件传输特性的影响,测量分辨率较低^[14]。

（3）基于干涉仪解调

基于干涉仪解调是利用干涉仪的特性将光纤光栅传感器的波长变化转化成相位差的变化进行处理的技术^[15]。干涉仪解调的优点是测量精度高，但缺点也较多：对光源脉冲宽度有较高要求、易受环境干扰因此适用于动态测量、只能通过时分复用来测量多个光纤光栅波长变化。

（4）可调谐F-P滤波解调法

可调谐F-P滤波解调法是以F-P滤波器为基础的解调技术，可调谐F-P滤波器是一种特殊的可调谐光滤波器，当一束宽带光通过该滤波器时，其中只有波长与腔腔长成整数倍的光信号可以完全通过^[17]，而其他光信号将按爱里函数衰减。本文涉及的解调系统是由可调谐F-P滤波器驱动部分、光源驱动和恒温部分、检测通路部分、参考通路部分和信号采集与处理部分构成。F-P滤波器在信号驱动下，以2KHz的调制频率，在50nm的光谱范围进行扫描，并与SOA以环路结构组成高速扫描激光器，激光器出光，经光分路器分别送入检测通路和参考通路，所得的光信号由光电二极管转换为电信号，高速模数（AD）采集转换后的电信号，送入现场可编程门阵列(FPGA)进行分析与处理。检测通路由1x4光分路器、光环行器和光纤光栅传感器组成^[16]。进入检测通路的光，经1X4光分路器和光环行器后，进入4路光纤光栅传感器，光栅反射回的光再次经过光环形器后，经光电二极管转换为电信号。系统根据检测信号，并结合参考通路的信号，实时解调出4路上各个光栅的波长值^[2]。