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摘要:本发明提供用于双参量动态分布光纤传感的多频点信号探测系统,包括:激光器、声光调制器、第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器、第四光耦合器、第五光耦合器、第一光放大器、第二光放大器、光环形器、模式复用解复用器、少模传感光纤、光纤反射端、电光调制器、信号发生器、第一滤波器、第二滤波器、第一平衡探测器、第二平衡探测器和数据处理模块,采用少摸光纤,通过少模传感光纤的两个模式同时测量温度和应变的变化,使用少模传感光纤进行传感,布里渊散射信号具有较高的温度灵敏度和应变灵敏度,能够探测更微小的温度或应变变化量,对固定频率点进行信号探测,相比于传统的扫频式BOTDR系统大大节省了信号探测时间。
主权项:1.用于双参量动态分布光纤传感的多频点信号探测系统,其特征在于,包括:激光器、声光调制器、第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器、第四光耦合器、第五光耦合器、第一光放大器、第二光放大器、光环形器、模式复用解复用器、少模传感光纤、光纤反射端、电光调制器、信号发生器、第一滤波器、第二滤波器、第一平衡探测器、第二平衡探测器和数据处理模块;所述激光器的输出端与所述第一光耦合器的输入端连接,所述第一光耦合器的一个输出端与所述声光调制器的输入端连接,另一输出端与所述电光调制器的一个输入端连接,所述声光调制器的输出端与所述第一光放大器的输入端连接,所述第一光放大器的输出端与所述光环形器的输入端连接,所述光环形器的一个输出端与所述模式复用解复用器的输入端连接,所述模式复用解复用器的输出端与所述少模传感光纤连接,所述少模传感光纤与所述光纤反射端连接;所述光环形器的另一个输出端与所述第二光耦合器的输入端连接,所述第二光耦合器的一个输出端与所述第四光耦合器的一个输入端连接,所述第二光耦合器的另一个输出端与所述第五光耦合器的一个输入端连接;所述信号发生器的输出端与所述电光调制器的另一个输入端连接,所述电光调制器的输出端与所述第二光放大器的输入端连接,所述第二光放大器的输出端与所述第三光耦合器的输入端连接,所述第三光耦合器的输出端分别与所述第一滤波器的输入端和所述第二滤波器的输入端连接;所述第一滤波器的输出端与所述第四光耦合器的另一个输入端连接,所述第四光耦合器的输出端与所述第一平衡探测器的输入端连接,所述第二滤波器的输出端与所述第五光耦合器的另一个输入端连接,所述第五光耦合器的输出端与所述第二平衡探测器的输入端连接;所述第一平衡探测器的输出端和所述第二平衡探测器的输出端均与数据处理模块连接;所述第一光耦合器、所述第二光耦合器、所述第三光耦合器、所述第四光耦合器和所述第五光耦合器均为1×2光耦合器;所述激光器为DFB半导体激光器,用于产生波长为1550nm的窄线宽激光,经过第一1×2耦合器后分为两路,一路激光用于产生上频移脉冲的泵浦光,另一路激光直接作为探测光,泵浦光和探测光的功率比为90%:10%;功率占比为90%的第一路激光从第一1×2耦合器的一个输出端出射,依次传输经过任意波形声光调制器、第一EDFA光放大器、光环形器、模式复用解复用器和折射率呈M型分布的少模传感光纤,并且最终被光纤反射端反射;所述声光调制器为波形声光调制器;所述第一光放大器和所述第二光放大器均为EDFA光放大器;所述少模传感光纤中产生的布里渊散射信号包含两个光纤模式,分别为LP01模式和LP11模式,这两个模式的布里渊散射光混合在一起,沿着少模传感光纤背向传输,从少模传感光纤进入模式复用解复用器;模式混合的布里渊散射信号被模式复用解复用器分解为独立的LP01布里渊散射信号和LP11布里渊散射信号,经过光环形器与所述第二光耦合器的输入端所连接的输出端输出,然后进入第二1×2光耦合器的输入端;LP01模式的布里渊散射信号从第二1×2光耦合器与第四1×2光耦合器的一个输入端所连接的输出端出射,进入第四1×2光耦合器,从第四1×2光耦合器的输出端出射,进入第一平衡探测器;LP11模式的布里渊散射信号从第二1×2光耦合器与所述第五光耦合器的一个输入端所连接的一个输出端出射,进入第五1×2光耦合器,从第五1×2光耦合器的输出端出射,进入第二平衡探测器;功率占比为10%的第二路激光从第一1×2耦合器与所述电光调制器的一个输入端所连接的输出端出射,传输经过微波信号发生器控制的电光调制器,并产生包含两个频率边带的输出光,包含两个频率边带的输出光依次传输经过第二EDFA光放大器和第三1×2光耦合器后分为两束光,其中第一束光传输经过第一滤波器,得到频率为f1的探测光,第二束光传输经过第二滤波器,得到频率为f2的探测光,两束光的频率f1、f2由微波信号发生器进行调谐;所述第一滤波器的输出端与第四1×2光耦合器的输入端相连,使频率为f1的探测光传输经过第四1×2光耦合器并进入第一平衡探测器;第一平衡探测器对输入的频率为f1的探测光和LP01模式的布里渊信号光进行相干探测,得到LP01模式在频率f1处的布里渊增益;所述第二滤波器的输出端与第五1×2光耦合器的输入端相连,使频率为f2的探测光传输经过第五1×2光耦合器并进入第二平衡探测器;第二平衡探测器对输入的频率为f2的探测光和LP11模式的布里渊信号光进行相干探测,得到LP11模式在频率f2处的布里渊增益;第一平衡探测器测量得到的LP01模式在频率f1处的布里渊增益和第二平衡探测器测量得到的LP11模式在频率f2处的布里渊增益被输入至数据处理模块,完成数据分析、处理与显示。
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百度查询: 广州天越电子科技有限公司 用于双参量动态分布光纤传感的多频点信号探测系统
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