1.一种法珀型点式光纤传感器的腔长检测优化方法,其特征在于,包括如下步骤:构建以法珀腔的腔长为拟合控制参数的反射光强模型,具体为:若光纤端面-空气反射面和空气-石墨膜片反射面的反射率分别为R 1 和R 2 ,腔长为L,检测光波长为λ,入射光强为I 0 ,则光电探测器接收理论反射光强I R 满足:去除直流偏置项,将式(1)简化,为:式(2)中, 为简化后的反射光强,a、b、c、d为拟合控制参数,其中,拟合控制参数b即为光纤端面与二维材料构成的法珀腔的腔长;基于入射光强为I 0 不是一个常数,而是光波长的函数I 0 (λ i ),在式(2)的基础上增加补偿项,补偿入射光强在带宽内不是常数的实际情况,得到:式(3)中, 为理论反射光强数据,e为拟合控制参数;获取入射光强数据,并基于入射光强数据得到实测反射光强数据,并基于入射光强数据与反射光强模型得到理论反射光强数据;构造基于实测反射光强数据与理论反射光强数据的误差判据;进行误差判据最小化的拟合,使对应的拟合控制参数可实现最优拟合,即得到法珀腔的腔长。
2.根据权利要求1所述法珀型点式光纤传感器的腔长检测优化方法,其特征在于,所述构造基于实测反射光强数据与理论反射光强数据的误差判据,具体为:式(4)中,J为误差判据,I R (λ i )为实测反射光强数据, 为理论反射光强数据。
3.根据权利要求1或2所述法珀型点式光纤传感器的腔长检测优化方法,其特征在于,在误差判据最小化的拟合过程中,使用前次估计的拟合控制参数进行迭代寻优。
4.根据权利要求3所述法珀型点式光纤传感器的腔长检测优化方法,其特征在于,所述迭代寻优的过程为:S1、准备实测的入射光强数据I 0 (λ i ),以及实测反射光强数据I R (λ i ),并基于入射光强模型和反射光强模型得到理论反射光强数据 S2、使用实测入射光强数据I R (λ i )和理论反射光强数据 构建误差判据J;S3、设置待拟合控制参数a、b、c、d、e初始值;S4、求解多变量,得到待拟合控制参数的估计结果;S5、跳至步骤S3,利用待拟合控制参数的估计结果更新初始值后,重复步骤S4,直至待拟合控制参数的估计结果保持稳定不变,终止迭代,所求得待拟合控制参数的估计结果即为最优拟合结果。
5.根据权利要求4所述法珀型点式光纤传感器的腔长检测优化方法,其特征在于,步骤S3中,将待拟合控制参数a、b、c、d、e的初始值均设置为1。
6.根据权利要求4所述法珀型点式光纤传感器的腔长检测优化方法,其特征在于,步骤S3中,待拟合控制参数a、b、c、d、e初始值设置如下:a设置为实测反射光强振荡幅值,b设置为双峰解调算法解算腔长,c设置为0,e设置为实测反射光强的均值。
7.根据权利要求5所述法珀型点式光纤传感器的腔长检测优化方法,其特征在于,步骤S4中,使用fminsearch函数求解多变量。