航空发动机作为“两机”专项的核心技术,是关系国防和民航安全的重大工程问题,状态监测技术作为其中不可或缺的一环具有重要的作用。通过监测航空发动机的工作状态,做到及时发现故障、准确定位故障点,有效预测零件寿命,可以保障飞行安全。由于航空发动机内部存在高温、高压、强电磁干扰等复杂环境,传统监测手段中的电类测量方式应用受限甚至无法使用,因此研究能够工作在高温高压等恶劣环境下的新型传感器对于实现航空发动机的结构状态监测具有重要的意义。光纤光栅传感器(蓝宝石)具有耐高温高压、抗电磁干扰等优点,可实现航空发动机的温度和应变的测量。光纤光栅的有效折射率和光栅周期受外界参量变化的影响。通过对光栅反射光中心波长位移的解调,可实现对应变、温度等物理量的高精度检测。常用的解调方法中,静态解调不足以实现航空发动机的动态实时监测。本文提出了基于光谱法的光纤光栅解调系统,可实现对中心波长微小位移的高速高分辨率解调。本文首先设计了基于双透射式光栅和高速InGaAs阵列的光谱仪结构,分析了其光学特性,并基于该特性计算了光谱仪的外形尺寸和分辨率;在Zemax中对光谱仪的准直、色散和成像系统进行了光学设计,并优化了系统的光学参数,校正了系统像差。其次,设计了基于FPGA的解调系统,包括电源系统,InGaAs驱动时序、模拟调理电路以及高速数据接口。最后,根据加工得到的镜片和机械结构,完成了解调系统的装调和性能测试工作。本文对光谱仪的波长范围及分辨率进行了测试,并完成了仪器的像元标定实验和稳定性测试分析。测试实际结构表明:本课题设计的解调系统可稳定工作,双光栅光谱仪的波长范围为1526nm~1565nm,实际分辨率为63.6pm,系统解调速度可达10KHz,能够有效实现光纤光栅传感器的高速高分辨率解调。