一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统，包括感应外界振动的传感系统和对信号的检测系统，传感系统包括脉冲激光器、扰偏器、环形器、偏振分束器和待测光纤；检测系统包括第一光电探测模块、第二光电探测模块以及数据采集和处理模块。本实用新型专利技术通过在光路中加入扰偏器，使得输入信号稳定的变成振动随机分布的圆偏振光，提高了系统光信号的稳定性，从而提高了光纤偏振测量的精度；相比于传统的偏振控制器，无需机械控制，接入光路后不需要任何操作即可实现扰偏目的，而且该系统中省去了声光调制器，采用了对激光器内调制，结构简单，可有效节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分布式光纤振动传感系统，特别是涉及一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统。
技术介绍
随着光纤通信和光纤传感技术的发展，偏振现象作为光纤中的一个重要物理现象已经越来越引起研宄者的重视。对偏振现象的研宄主要是针对光纤的偏振特性的分布测量，随着光纤传感技术的发展，测量精度越来越高，因此，对光纤中的偏振现象进行分布式测量就显得尤为重要。目前，对光纤进行分布式偏振测量最有效的方法就是利用POTDR技术，该技术由于瑞丽散射光与入射光在散射点具有相同的偏振态，因此通过POTDR技术可以有效对光纤的偏振现象进行研宄，然而由于该技术存在着许多缺陷和问题，例如光源易受温度或应力的影响，使得输入信号不稳定，就会导致偏振态发生变化，从而造成振动点的误报，目前还尚未有成熟的产生问世。中国专利文献中，公开号CN103913186A、名称是基于瑞丽散射和拉曼散射的多参数分布式光纤传感系统的专利技术专利申请(参见该申请说明书【具体实施方式】部分)，公开了一种分布式光纤传感系统，由光源、环形器、拉曼波分复用器、第一、第二光电探测器、数据采集卡和长距离传感光纤组成。该现有技术采用光源提供的检测光通过环形器和拉曼波分复用器后注入长距离传感光纤内，并在长距离传感光纤内分别激发出后向瑞丽散射光和后向拉曼散射光，进入光电探测器并对采集的信号进行数据处理，其存在的不足是该光源发出的光易受外界温度变化的影响，使得光强发生变化，从而使得输入信号不稳定，导致偏振态发生变化，尤其是对光纤进行分布式偏振测量时，偏振态易受外界影响并发生变化，这样很可能造成光纤振动测量中的误报。因此，提供一种简单、易操作的调整光纤内光纤偏振态的控制系统是目前亟待解决的难题。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统，目的是通过在光路中加入扰偏器，使得输入信号稳定的变成振动随机分布的圆偏振光，提高系统光信号的稳定性，从而提高光纤偏振的测量精度。本技术的技术方案为:为了解决上述技术问题，本技术提供了一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统，包括感应外界振动的传感系统和对信号的检测系统，所述传感系统包括:脉冲激光器，用于发出脉冲光；扰偏器，连接在脉冲激光器之后，用于扰乱所述脉冲激光器发出的脉冲光的偏振态，使脉冲光形成无偏振态的圆偏振光；环形器，用于将圆偏振光送入偏振分束器，并将偏振分束器回来的线偏振光送入第一光电探测模块；偏振分束器，用于将环形器输出的圆偏振光注入待测光纤，并将待测光纤背向散射光分成两束具有正交偏振态的线偏振光；所述检测系统包括:第一光电探测模块、第二光电探测模块，分别与所述环形器、偏振分束器连接，用于将两路具有正交偏振态的线偏振光转化成电信号；数据采集和处理模块，用于采集和处理第一光电探测模块、第二光电探测模块的输出信号，判断是否进行报警处理并对扰动点进行定位。和现有技术相比，本系统加入了扰偏器，通过扰偏器对输入传感光纤中的光进行扰偏，使光形成无偏振态的圆偏振光；相比于传统的偏振控制器，无需机械控制，接入光路后不需要任何操作即可实现扰偏目的，而且该系统中省去了声光调制器，采用了对激光器内调制，结构简单，可有效节约成本。基于上述方案，本技术还进行如下改进:所述环形器采用三端口环形器，用于将圆偏振光送入偏振分束器，并将偏振分束器回来的线偏振光送入第一光电探测模块。所述环形器的一端口与扰偏器的输出端相连，环形器的二端口与第一光电探测模块的输入端相连，环形器的三端口与偏振分束器的一端口相连，偏振分束器的二端口与第二光电探测模块的输入端相连，偏振分束器的三端口与待测光纤相连；无偏振态的圆偏振光经环形器后进入偏振分束器，经偏振分束器输出的光进入待测光纤，当待测光纤受到外部扰动偏振态发生变化，携带了偏振态信息的背向瑞刚散射光再次经过偏振分束器，分成两束具有正交偏振态的线偏振光。所述数据采集和处理模块集成在计算机上，用于采集电信号并进行数据处理，对处理后的信号进行分析，判断是否进行报警处理并对扰动点进行定位。本技术的技术效果为:本技术提供了一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统，通过在光路中加入扰偏器，使得输入信号稳定的变成振动随机分布的圆偏振光，提高了系统光信号的稳定性，从而提高了光纤偏振测量的精度；相比于传统的偏振控制器，无需机械控制，接入光路后不需要任何操作即可实现扰偏目的，而且该系统中省去了声光调制器，采用了对激光器内调制，结构简单，可有效节约成本。【附图说明】图1为本技术单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统的结构示意图。其中，1、脉冲激光器，2、扰偏器，3、环形器，4、偏振分束器，5、第一光电探测模块，6、第二光电探测模块，7、数据采集和处理模块，8、待测光纤。【具体实施方式】下面结合【附图说明】本技术的【具体实施方式】:如图1所不，一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统，包括感应外界振动的传感系统和对信号的检测系统，所述传感系统包括:脉冲激光器1，用于发出脉冲光；扰偏器2，连接在脉冲激光器I之后，用于扰乱所述脉冲激光器I发出的脉冲光的偏振态，使脉冲光形成无偏振态的圆偏振光；环形器3，用于将圆偏振光送入偏振分束器4，并将偏振分束器4回来的线偏振光送入第一光电探测模块5;偏振分束器4，用于将环形器3输出的圆偏振光注入待测光纤8，并将待测光纤8背向散射光分成两束具有正交偏振态的线偏振光；所述环形器3采用三端口环形器，环形器3的一端口与扰偏器2的输出端相连，环形器3的二端口与第一光电探测模块5的输入端相连，环形器3的三端口与偏振分束器4的一端口相连，偏振分束器4的二端口与第二光电探测模块6的输入端相连，偏振分束器4的三端口与待测光纤8相连；所述检测系统包括:第一光电探测模块5、第二光电探测模块6，分别与所述环形器3、偏振分束器4连接，用于将两路具有正交偏振态的线偏振光转化成电信号；数据采集和处理模块7，所述数据采集和处理模块7集成在计算机上，用于采集和处理第一光电探测模块5、第二光电探测模块6的输出信号，判断是否进行报警处理并对扰动点进行定位。脉冲激光器I发出的脉冲光经扰偏器2后，其中的偏振态消失，变成无偏振态的圆偏振光，该圆偏振光经环形器3后通过环形器3的三端口进入偏振分束器4，经偏振分束器4的三端口输出的光进入待测光纤8，当待测光纤8受到外部扰动偏振态发生变化，携带了偏振态信息的背向瑞丽散射光再次经偏振分束器4的三端口分成两路具有正交偏振态的线偏振光，其中一路经偏振分束器4的二端口输入第二光电探测模块6，另一路经偏振分束器4的一端口进入环形器3的三端口后再经环形器3的二端口输出进入第一光电探测模块5，输入第一光电探测模块5、第二光电探测模块6的光信号转化成电信号，这两路电信号经集成在计算机上的数据采集和处理模块7进行采集和处理，然后对处理后的信号进行分析，判断是否进行报警处理并对扰动点进行定位。【主权项】1.一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统，包括感应外界振动的传感系统和对信号的检测系统，其特征在于:所述传感系统包括: 脉冲激光器，用于发出脉冲光； 扰偏器，连接在脉冲激光器之后，用于扰乱所述脉冲激光器发出的脉冲光的偏振态，使脉冲光形成无偏振态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单芯分布式光纤振动传感偏振态控制系统，包括感应外界振动的传感系统和对信号的检测系统，其特征在于：所述传感系统包括：脉冲激光器，用于发出脉冲光；扰偏器，连接在脉冲激光器之后，用于扰乱所述脉冲激光器发出的脉冲光的偏振态，使脉冲光形成无偏振态的圆偏振光；环形器，用于将圆偏振光送入偏振分束器，并将偏振分束器回来的线偏振光送入第一光电探测模块；偏振分束器，用于将环形器输出的圆偏振光注入待测光纤，并将待测光纤背向散射光分成两束具有正交偏振态的线偏振光；所述检测系统包括：第一光电探测模块、第二光电探测模块，分别与所述环形器、偏振分束器连接，用于将两路具有正交偏振态的线偏振光转化成电信号；数据采集和处理模块，用于采集和处理第一光电探测模块、第二光电探测模块的输出信号，判断是否进行报警处理并对扰动点进行定位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗政纯，魏荷娟，张欣冉，褚晨光，
申请(专利权)人：青岛派科森光电技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37