光纤光栅具有良好的无源特性、抗辐射和抗电磁干扰等特点,在航空航天领域和民用市场被广泛用于测量温度、应变物理量。因此,对波长解调系统的性能研究具有良好工程应用价值。目前,国外的解调系统和技术均处于领先地位,但其高精度解调产品成本高昂;国内相关科研单位的解调系统性能有待改善。本文围绕如何实现中低成本高精度解调系统,提出几点可能会影响系统关键性能的因素,在现有解调方案的基础上,主要改进了光路设计方案并提出了针对高精度设计方案的标定算法等。1.在研究光路性能实验中发现,F-P滤波器位置、耦合器分光比以及SOA驱动电流的差异都会对波长可调谐光源的动态光学范围和平坦度造成影响,围绕影响波长可调谐光源光谱特性的这几点因素,提出了一种光谱平坦且动态范围大的波长可调谐光源的光路设计方案,将平坦度至少提升6dB。2.数据采集过程中,各路信号经过光电转换之后出现较大噪声干扰,针对这种噪声特点和光栅反射谱的特征,分析了FIR和IIR这两种数字滤波算法,对比了三种不同数据拟合算法,在IIR数字滤波算法和最小二乘拟合算法基础上,提出了一种适用于本系统的数据滤波和拟合预处理算法,可以进一步提高解调系统的精度,简化算法提高工作效率。3.针对F-P滤波器工作时驱动电压和输出波长有较大重复性误差,提出了一种基于标准传感器、标准具和乙炔气室的波长标定算法,将F-P驱动电路阈值电压设计为动态可调,利用标准传感器的绝对波长校准阈值电压,改善这种非线性误差,最终精度达到1pm。4.在实现基础解调功能的基础上,上位机软件可将可调谐光源设定为定波长输出,增强了系统的工程使用价值。本文设计的解调系统的驱动控制电路基于FPGA逻辑单元实现。数据处理算法借助LabWindows的软件开发平台,基于c语言进行编程实现,经过系统测试实验,系统运行稳定,软件显示界面良好,精度为±1pm,解调速率10Hz,单通道可以同时解调20个波长不同的传感器,工作波长范围为1550±40nm,验证本文提出的高精度波长解调系统设计方案的可行性。