本发明涉及光纤传感与波长高速解调，具体涉及高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统及方法，更具体的说是针对高温环境下工作的晶体光纤光栅传感器的高速解调系统及方法。
背景技术：
1、晶体光纤光栅传感器因其抗电磁干扰、插入损耗低、波长选择性好及易于组网等优点，在工业、航空航天等极端领域得到广泛应用。然而，传统光纤光栅的制备方法如紫外激光(uv)刻写技术，其温度稳定性较差，在高于350℃的环境下极易被擦除，限制了光纤光栅在极端高温环境下的应用。飞秒激光加工技术因其能在任何透明介质中诱导永久性折射率变化，不依赖于材料光敏性，同时晶体光纤光栅的耐高温性，为耐高温光纤布拉格光栅的制备提供了新的解决方案。然而，高温条件下晶体光纤光栅光谱的严重畸变给解调算法带来了显著挑战。传统解调算法难以平衡速度与精度，亟需兼具高效性与准确性的解调方法。
技术实现思路
1、本发明提供了针对高温晶体光纤光栅传感器的高速解调系统及方法，以解决传统方法难以应对晶体传感器光谱畸变的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，本发明实施例提供高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，包括：耐高温晶体光纤光栅传感器和高速晶体光纤光栅解调系统；
4、其中，所述耐高温晶体光纤光栅传感器，采用飞秒激光技术在晶体光纤上刻写，并结合耐高温保护涂层及优化热处理工艺，进一步增强了材料的高温稳定性与抗损伤能力，使其能够在1800℃以上的高温环境中稳定工作；
5、所述高速晶体光纤光栅解调系统，包括：可调谐激光器、光纤环形器、光电探测器和fpga信号处理主控板；
6、所述可调谐激光器输出的窄带光进入光纤环形器a端口，后从b端口输出进入所述耐高温晶体光纤光栅传感器；所述耐高温晶体光纤光栅传感器反射的光信号通过环形器c端口进入光电探测器后转为电信号，通过fpga信号处理主控板采集电信号，在fpga信号处理主控板上进行信号解调处理。
7、进一步地，所述高速晶体光纤光栅解调系统还包括上位机，用于接收信号解调处理完后的结果并进行显示。
8、进一步地，所述fpga信号处理主控板，包括：高速数据采集模块、信号处理模块和数据传输模块；其中，所述高速数据采集模块，用于采集从光电探测器传输进来的电信号，所述电信号为光谱数据；在信号处理模块通过高速解调算法进行解调，解调结果通过数据传输模块传输到上位机。
9、进一步地，所述高速数据采集模块，还用于对采集的电信号进行滤波处理。
10、进一步地，所述信号处理模块的解调算法部分，采用基于深度学习的方法实现波长解调；具体包括：依次连接的ceemdan模块、tcn模块和kan模块；
11、其中，ceemdan模块，通过对光谱数据进行噪声过滤与特征分离，提取内在模态函数imf，实现对原始信号的高效分解和预处理；
12、tcn模块，利用其优化的卷积结构，捕捉光谱信号的时间序列特征，能够实时分析光谱的动态变化，为kan模块提供高质量的时序特征输入；
13、kan模块，凭借可学习激活函数的动态调整特性，在解调过程中针对每个网络连接点进行实时优化，以最优的方式将光谱数据映射到物理测量值。
14、进一步地，所述上位机，用于接收信号解调处理完后的结果并进行显示。上位机除实时显示解调结果外，还支持数据存储、回放及远程监控功能。通过云平台模块，数据可安全传输至远程服务器，支持跨地域的数据分析与共享，进一步拓展了系统的应用场景。
15、进一步地，所述高速晶体光纤光栅解调系统还包括云平台；所述上位机将将数据传输到云平台，实现数据的远程存储、分析和共享。
16、第二方面，本发明实施例还提供高温晶体光纤光栅传感器高速解调方法，使用如第一方面任一项实施例所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，该方法包括以下步骤：
17、光谱信号转换步骤：可调谐激光器输出的窄带光进入光纤环形器a端口，后从b端口输出进入所述耐高温晶体光纤光栅传感器；所述耐高温晶体光纤光栅传感器反射的光信号通过环形器c端口进入光电探测器后转为电信号；
18、光谱数据采集步骤：fpga信号处理主控板中采集经光电探测器转换后的电信号；
19、光谱信号处理步骤：fpga信号处理主控板将接收的电信号对应的光谱数据进行光谱解调。
20、进一步地，还包括：
21、结果显示步骤：解调结果通过fpga信号处理主控板传输到上位机，并在上位机的界面中实时显示。
22、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下优势：
23、高温稳定性：采用飞秒激光制备的耐高温晶体光纤光栅传感器，并结合耐高温保护涂层及优化热处理工艺，进一步增强了材料的高温稳定性与抗损伤能力，使其可在高达1800℃的严苛条件下长时间稳定运行，同时具有优异的温度灵敏度。
24、高速解调：本系统通过fpga硬件平台与深度学习算法的高效结合，实现了大规模数据的实时处理。相较于传统算法，深度学习解调方法无需依赖单一峰值特征，能全面解析光谱形态变化，显著提升了复杂光谱场景下的解调速度与准确性。
25、高精度解调：采用高级动态自适应光谱解调算法adasdt，有效解决了传统算法在光谱畸变条件下的局限性。通过构建光谱特征与物理量之间的精准映射关系，结合多样本训练和验证，该方法显著提高了解调精度和测量结果的可靠性，满足极端环境下的高要求应用。
26、易于集成与应用：本发明的解调系统结构紧凑、易于集成，可广泛应用于工业、航空航天等极端领域的温度、应力等物理量的实时监测。
1.高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，其特征在于，包括：耐高温晶体光纤光栅传感器和高速晶体光纤光栅解调系统；
2.根据权利要求1所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，其特征在于，所述高速晶体光纤光栅解调系统还包括上位机，用于接收信号解调处理完后的结果并进行显示。
3.根据权利要求2所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，其特征在于，所述fpga信号处理主控板，包括：高速数据采集模块、信号处理模块和数据传输模块；
4.根据权利要求3所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，其特征在于，所述高速数据采集模块，还用于对采集的电信号进行滤波处理。
5.根据权利要求3所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，其特征在于，所述信号处理模块的解调算法部分，采用基于深度学习的方法实现波长解调；具体包括：依次连接的ceemdan模块、tcn模块和kan模块；
6.根据权利要求2所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，其特征在于，所述上位机，还用于提供数据存储、回放和远程监控及数据传输功能。
7.根据权利要求2所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，其特征在于，所述高速晶体光纤光栅解调系统还包括云平台；所述上位机将将数据传输到云平台，实现数据的远程存储、分析和共享。
8.高温晶体光纤光栅传感器高速解调方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调系统，该方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的高温晶体光纤光栅传感器高速解调方法，其特征在于，还包括：