用于在样本中的多个位置询问参数的系统和方法技术方案

一种用于在样本（108）中的多个位置询问参数的系统（100）包括第一和第二超快激光源（102、104）、参考装置（110）以及检测器和处理器单元（124、128）。第一和第二超快激光源（102、104）在皮秒时域或更低时域中分别提供第一和第二多个脉冲以与样本在样本（108）中的多个位置进行交互，以提供经处理脉冲。此外，将第一和第二超快激光源（102和104）配置成分别提供具有第一和第二重复率的梳频率。将检测器单元（124）配置成检测经处理脉冲的至少一部分、第二多个脉冲、和参考的脉冲。将处理器单元（128）配置成处理所检测的脉冲并且提供针对样本（108）中的多个位置的参数的测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在样本中的多个位置询问参数的系统和方法
技术介绍
本说明书的实施例涉及用于一个或多个参数的分布式测量的系统和方法。具体地，所述系统和方法涉及使用光技术的分布式测量。典型地，在大型气室中或在光透明样本中，通过使光辐射经过样本来批量地测量入射光辐射的吸收。期望开发能提供多个参数的分布（诸如气室内气体的温度、气体的浓度和/或气体的压力）或测量空间上分布的高分辨率谱的光技术。光频率脉冲发生是被用来编码关于跨光纤线的传输的信息、确定样本中分子的物理特性及诸如此类的光技术。使用频率脉冲的样本特性的标识基于在期望频率的脉冲的宽度和稳定性，以便获得样本的特定分辨率。典型地，干涉计测量被用于样本的光分析。然而，通常，由于对脉冲宽度、脉冲的重复率、谱范围及诸如此类的限制，干涉计测量导致空间和时间中的减少的分辨率。用于信息的传输的光频率脉冲发生采用各个频率脉冲的相对宽的带宽，导致在大的传输距离上的重叠脉冲。如将意识到的，随着频率脉冲沿光纤线行进，脉冲宽度增大。在确定的距离后，频率线的重叠（由于脉冲宽度的增大）导致数字信息内容的损失。此外，生成多个不同的、紧密隔开的频率是困难的，从而限制了光频率脉冲发生中的信号分辨率。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于在样本中的多个位置询问一个或多个参数的系统。所述系统包括配置成在皮秒时域或更低时域中分别提供第一多个脉冲和第一多个脉冲的第一超快激光源和第二超快源。此外，将所述第一和第二超快激光源配置成分别提供具有第一和第二重复率的梳频率，其中所述第二重复率与所述第一重复率不同。此外，所述第一多个脉冲与所述样本在所述样本中的所述多个位置进行交互以提供经处理脉冲。此外，所述系统包括配置成提供具有可变时间延迟、可变相位延迟、可变路径长度差、或其组合的参考的脉冲的参考装置。另外，所述系统包括配置成检测来自所述第一超快激光源的所述经处理脉冲的至少一部分、来自所述第二超快激光源的所述第二多个脉冲、和所述参考的脉冲的检测器单元。所述系统还包括配置成处理所检测的脉冲并且提供针对所述样本中的所述多个位置的所述一个或多个参数的测量的处理器单元。在另一实施例中，提供了一种用于在样本中的多个位置询问一个或多个参数的系统。所述系统包括配置成在皮秒时域或更低时域中分别提供第一多个脉冲和第一多个脉冲的第一飞秒激光源和第二飞秒源。此外，将所述第一和第二飞秒激光源配置成分别提供具有第一和第二重复率的梳频率，其中所述第二重复率与所述第一重复率不同。此外，所述第一多个脉冲与所述样本在所述样本中的所述多个位置进行交互以提供经处理脉冲。所述系统还包括配置成提供具有可变时间延迟、可变相位延迟、可变路径长度差、或其组合的参考的脉冲的参考装置。进一步地，所述系统包括配置成检测来自所述第一飞秒激光源的所述经处理脉冲的至少一部分、来自所述第二飞秒激光源的所述第二多个脉冲、和所述参考的脉冲的检测器单元。此外，所述系统包括配置成处理所检测的脉冲并且提供针对所述样本中的所述多个位置的所述一个或多个参数的测量的处理器单元。在仍有的另一实施例中，一种方法包括在皮秒时域或更低时域中提供第一多个脉冲以及具有第一重复率的梳频率。此外，所述方法包括在样本中的多个位置使所述第一多个脉冲的一部分进行交互以提供经处理脉冲。所述方法还包括在所述第一多个脉冲的另一部分中引入可变时间延迟、可变相位延迟、可变路径长度差、或其组合以提供参考的脉冲，并且在皮秒时域或更低时域中提供第二多个脉冲和具有与第一重复率不同的第二重复率的梳频率。另外，所述方法包括检测来自所述第一超快激光源的所述经处理脉冲的至少一部分、来自所述第二超快激光源的所述第二多个脉冲、以及所述参考的脉冲。所述方法还包括处理所检测的脉冲以提供针对所述样本中的所述多个位置的一个或多个参数的测量。附图说明当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本专利技术的实施例的这些和其它特征及方面将变得更好理解，在附图中，相似标记贯穿附图表示相似部分，在附图中：图1是根据本说明书的方面的用于样本的分布式测量的系统的示意表示，所述系统用于在该样本中的多个位置询问一个或多个参数；图2（a）-图2（i）是根据本说明书的方面的使用图1的系统的分布式测量的图形示出；图3是根据本说明书的方面的用于在样本中的多个位置的长距离分布式测量的系统的示意表示；以及图4是用于针对样本中的多个位置的分布式测量的方法的示例流程图。具体实施方式在本说明书的某些实施例中，提供了用于样本的一个或多个参数的分布式测量的系统和方法。在本说明书的某些其它实施例中，可使用吸收、传输、反射、相位谱、或组合的分布式测量以在样本中的一个或多个位置确定一个或多个参数（诸如但不限于，浓度、压力、温度、和化学成分）。此外，在一些实施例中，可将所述系统配置成进行短距离分布式测量、长距离分布式测量、或两者。在一个示例中，可在样本中执行分布式测量以在样本中的两个或更多个位置确定样本的化学成分。在另一实施例中，可实行分布式测量以在样本中的两个或更多个位置确定样本的温度。在一些实施例中，所述系统和方法可被用于连同波长分辨率的高空间分辨率多参数测量。例如，所述系统和方法可被用于在下向钻眼系统中的气体、油、水、或其组合的空间剖面作图（spatialprofiling）；（诸如，在气体涡轮排气中的）空间气体浓度测量；涂层（诸如但不限于，涡轮叶片中的热障涂层）的健康监测。在某些实施例中，提供了用于样本的分布式测量的系统，其用于在该样本中的多个位置询问或探查一个或多个参数。所述系统包括配置成提供具有第一重复率的梳频率的第一超快激光源。将该第一超快激光源配置成在等于或低于皮秒时域的时域中提供第一多个脉冲以与样本的多个位置中的一个或多个位置进行交互以提供经处理脉冲。所述系统还包括配置成以与第一重复率不同的第二重复率提供梳频率的第二超快激光源。将该第二超快激光源配置成在等于或低于皮秒时域的时域中提供第二多个脉冲。所述第一和第二超快激光源的重复率之间的差可基于系统参数。此外，所述第一和第二超快激光源的重复率之间的差确定能被测量的谱范围。以示例的方式，如果重复率方面的差低于确定的值，则被测量的谱范围可比当重复率方面的差高于确定的值时的被测量的谱范围更窄。所述系统还包括配置成检测经处理脉冲中的至少一部分脉冲和第二多个脉冲中的至少一部分脉冲的检测器单元。此外，所述系统包括配置成处理所检测的脉冲并且提供对应于样本中的多个位置的一个或多个参数的测量的处理器单元。在某些实施例中，所述方法和系统可被用来提供多个参数的分布式测量以促进操作（诸如但不限于气体涡轮的操作）的优化。例如，多个参数的分布式测量促进标识气体涡轮中的热点、减少来自气体涡轮的排放、检测涡轮叶片的热障涂层中的材料中的杂质、及诸如此类、或其组合。此外，所述方法和系统可提供用于具有一个或多个相（诸如，固态、液态和气态相的两个或更多个）的样本的测量。将所述系统和方法配置成测量宽带高分辨率谱并且在环境研究中具有应用，其中样本可处于一个或多个相（诸如固态、液态和气态相）中。此外，所述方法和系统使用促进长距离分布式测量的同步化超快激光源。图1示出了用于样本的分布式测量的系统的示例，所述系统用于在该样本中的多个位置询问一个或多个参数。在示出的实施例中，系统100包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在样本（108）中的多个位置询问一个或多个参数的系统（100），包括：第一超快激光源（102），所述第一超快激光源（102）配置成在皮秒时域或更低时域中提供第一多个脉冲，其中将所述第一超快激光源（102）配置成提供具有第一重复率的梳频率，并且其中所述第一多个脉冲与所述样本（108）在所述样本（108）中的所述多个位置进行交互以提供经处理脉冲；第二超快激光源（104），所述第二超快激光源（104）配置成在皮秒时域或更低时域中提供第二多个脉冲，其中将所述第二超快激光源（104）配置成提供具有与所述第一重复率不同的第二重复率的梳频率；参考装置（110），所述参考装置（110）配置成提供具有可变时间延迟、可变相位延迟、可变路径长度差、或其组合的参考的脉冲；检测器单元（124），所述检测器单元（124）配置成检测来自所述第一超快激光源（102）的所述经处理脉冲的至少一部分、来自所述第二超快激光源（104）的所述第二多个脉冲、和所述参考的脉冲；以及处理器单元（128），所述处理器单元（128）配置成处理所检测的脉冲并且提供针对所述样本（108）中的所述多个位置的所述一个或多个参数的测量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 IN 2016410225961.一种用于在样本（108）中的多个位置询问一个或多个参数的系统（100），包括：第一超快激光源（102），所述第一超快激光源（102）配置成在皮秒时域或更低时域中提供第一多个脉冲，其中将所述第一超快激光源（102）配置成提供具有第一重复率的梳频率，并且其中所述第一多个脉冲与所述样本（108）在所述样本（108）中的所述多个位置进行交互以提供经处理脉冲；第二超快激光源（104），所述第二超快激光源（104）配置成在皮秒时域或更低时域中提供第二多个脉冲，其中将所述第二超快激光源（104）配置成提供具有与所述第一重复率不同的第二重复率的梳频率；参考装置（110），所述参考装置（110）配置成提供具有可变时间延迟、可变相位延迟、可变路径长度差、或其组合的参考的脉冲；检测器单元（124），所述检测器单元（124）配置成检测来自所述第一超快激光源（102）的所述经处理脉冲的至少一部分、来自所述第二超快激光源（104）的所述第二多个脉冲、和所述参考的脉冲；以及处理器单元（128），所述处理器单元（128）配置成处理所检测的脉冲并且提供针对所述样本（108）中的所述多个位置的所述一个或多个参数的测量。2.如权利要求1所述的系统（100），其中所述第一超快激光源、所述第二超快激光源、或两者包括飞秒激光源。3.如权利要求1所述的系统（100），其中所述参考装置（110）包括时间延迟装置、相位差生成器、或路径长度差生成器、或其组合。4.如权利要求3所述的系统（100），其中所述时间延迟装置是镜。5.如权利要求1所述的系统（100），进一步包括配置成提供第三多个脉冲的第三超快激光源（306）。6.如权利要求5所述的系统（100），进一步包括时钟（310），所述时钟（310）被操作地耦合到所述第一和第三超快激光源（302、306），所述时钟（310）用于使所述第一和第三超快源同步化。7.如权利要求6所述的系统（100），进一步包括被操作地耦合到所述第三超快激光源（306）的相位差生成器。8.如权利要求5所述的系统（100），进一步包括被操作地耦合到所述第一超快激光源（102）的循环器（312），所述循环器（312）用于指引所交互的脉冲的至少一部分，使得将所交互的脉冲与所述第三多个脉冲进行组合。9.如权利要求1所述的系统（100），进一步包括光纤，所述光纤与所述第一超快激光源（102）进行操作通信，使得所述第一多个脉冲的至少一部分穿过所述光纤的至少一部分。10.如权利要求1所述的系统（100），进一步包括光纤，所述光纤与所述第二超快激光源（104）进行操作通信，使得所述第二多个脉冲的至少一部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：A贝卡尔，R莎马，SD瓦塔克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US