提出一种采用光谱奇偶函数分解的光纤布拉格光栅(FBG)光谱峰值检测算法,并进行了实验验证。FBG光谱是波长λ和光强P(λ)的函数,沿λ轴逐点移动光谱,使光谱与P(λ)轴相交;并将每个移动点下光谱分解的奇函数的最大值作为特征值。上述特征值的最小值所对应的λ即为FBG光谱的中心波长。采用非对称高斯函数叠加高斯白噪声建立FBG光谱理论模型;对FBG传感器依次施加线性递增的轴向拉力。然后使用所提算法计算理论模型和实验FBG光谱的中心波长,结果表明,与传统算法相比,该算法能够更快、更准确地检测出FBG光谱的中心波长。

准分子激光绝对波长校准技术中,参考中心波长位置抖动是影响校准精度的主要因素,寻峰算法是解决这类问题的有效途径。通过仿真和实验研究比较了5种寻峰算法,结果显示,高斯非线性曲线拟合寻峰法误差最小,算法平均误差为0.15 pm。通过研究强度阈值对5种寻峰算法的影响,明确了阈值优化对减小寻峰算法误差的重要性。选取各算法最佳强度阈值来优化算法,结果表明,高斯非线性曲线拟合寻峰算法的误差最低为0.04 pm,平均算法误差为0.06 pm,选取该寻峰算法作为绝对波长校准核心算法,能满足校准精度要求。通过对影响算法的误差原因进行分析,证明噪声大小是影响高斯非线性曲线拟合寻峰算法误差的主要因素,进一步提升校准精度须从抑制噪声角度出发。

FBG传感器在非均匀应力场下因光栅啁啾而产生反射谱展宽, 从而影响了低采样率下高速解调的精度和稳定性。针对这个问题, 分析了造成异形反射谱的原因, 阐述了在反射谱展宽效应下FBG的高速解调原理。通过实验, 对比了高斯拟合、B样条插值以及三次样条插值三种算法的寻峰效果; 根据误差理论, 结合实验结果, 给出了三种寻峰算法在此种情况下的均方差（MSE）以及最大峰值误差（MPE）。结果表明, 当FBG传感器反射谱展宽时, 三次样条插值算法有更好的稳定性。

光纤布拉格光栅(FBG)传感系统因其检测精度高、 重复性好和适应性强等优点而被广泛应用于不同领域。 由于FBG传感器为波长调制型传感器, 因此对于外界参量的检测即为FBG中心波长的检测, 而FBG中心波长值对应于FBG反射光谱的峰值。 因此, 系统解调的核心即为FBG反射光谱的峰值检测, 而高精度的寻峰算法是系统解调的关键技术。 现有的寻峰算法对FBG反射谱进行峰值检测时, 都是以FBG反射谱为标准高斯型为前提的。 但由于实际制作工艺及环境的影响, FBG反射光谱并不是标准高斯型光谱, 而是非对称的高斯型光谱, 其非对称特性往往会对寻峰精度有一定的影响。 针对现有算法这一缺陷, 提出了一种指数修正高斯(EMG)拟合寻峰算法。 利用三次判定定位实现粗定位, 同时剔除假峰和无效峰值； 在此基础上以粗定位点为中心进行光谱重构, 再利用积分判定峰值偏向； 然后根据不同的峰值偏向以给定的指数修正函数进行相应的峰值修正。 实验仿真结果表明： 定温条件下或变温条件下, 与直接寻峰算法、 高斯拟合算法和文献中的算法相比, EMG算法的峰值检测误差最小, 寻峰精度提高。 考虑了FBG反射光谱非对称特性对寻峰的影响, 从光谱自身特性的角度, 既克服了传统寻峰算法的局限性, 又保证了高精度的寻峰效果。

研究了一种基于波长扫描激光器的光纤温度压力测量系统.光纤传感头为边孔光纤光栅，利用其特有的双折射特性产生双反射峰，以实现对温度和压力的同时测量.系统采用嵌入式开发技术，将激光波长扫描、光谱数据采集和以牛顿最小二乘法为核心的光栅解调算法高度整合于一体，极大降低了光纤传感系统的体积与成本.实验结果表明，在温度10~50℃、压力0~1.2 MPa时，双反射峰对应温度与压力的变化均呈现良好的线性响应特性；系统的波长解调准确度可达1 pm，温度及压力的分辨率分别达到0.1℃和0.1 MPa.该系统可为温度、压力的参量测量提供低成本、小型化、性能可靠的解决方案.

针对寻峰算法不能自适应检测光纤布拉格光栅(FBG)多峰值光谱的问题，提出了一种多峰自适应寻峰算法。采用滑动均值滤波法对光谱信号进行去噪预处理，并结合希尔伯特变换对多峰光谱自适应峰值区域分割；分析了谱峰的不对称特性，对单峰光谱采用基于非对称广义高斯模型的峰值修正策略，实现了峰值的精确定位。实验结果表明，与对比算法相比所提算法寻峰精度最高，稳定性最好，检测误差在1 pm 以下，对分布式传感网络中的多峰值检测具有借鉴意义。

针对光纤布喇格光栅反射谱的特点,研究了强度阈值对五种典型寻峰算法的影响,明确了阈值优化对减小寻峰误差的重要性.对各算法分别进行阈值优化,从寻峰误差和运行效率两个方面对不同采样间隔条件下的寻峰算法进行比较分析.研究表明：各寻峰算法与强度阈值的关系不尽相同,阈值优化可有效减小各算法的寻峰误差,提高光纤布喇格光栅传感系统波长的分辨率和检测准确度;除质心探测法外,增大采样间隔并不能显著提高各算法的运行效率;高斯拟合法寻峰误差最小且最为稳定,适用于静态信号和低频动态信号的解调;质心探测法运行速度最快且误差相对较小,可用于中高频动态信号的解调.

分析了实际光纤布拉格光栅(FBG)反射谱的特性，建立了FBG反射峰超高斯模型。将图像处理技术用于FBG寻峰，提出了一种基于Steger图像算法的FBG寻峰技术，并给出了非对称光谱中心波长修正公式及峰值亚步长修正公式。Steger寻峰算法兼具滤波和寻峰功能，具有较强的抗噪能力，能克服步长限制，有效消除非对称光谱的干扰。通过理论仿真及实际寻峰研究，对比了该算法与不同寻峰算法在不同采样步长、噪声大小、光谱非对称性下的峰值检测精度。结果表明，该方法较质心法、高斯拟合法具有显著优势。

对光纤布喇格光栅反射谱的三种寻峰算法(三次样条插值数值微分法、高斯-多项式拟合法和高斯拟合法)进行了分析和比较;相同采样情况下，得出了高斯拟合法确定的峰值准确度最高的结论;采样点数为250的均匀采样中，三种算法寻峰结果对实际值的误差分别为： 3.4 pm、13.0 pm和2.6 pm.引入了非均匀数据采集的寻峰思路，分别应用三种寻峰法对实际光栅的反射谱分别进行均匀采集和非均匀采集.结果表明，对于相同寻峰方法在非均匀数据采集下获得的峰值更精确，采样点数为250时，高斯拟合法寻峰时非均匀采集对应的误差比均匀采集减少了38.46%.