基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感方法与装置。窄线宽激光器发出的连续激光信号经过第一光分束耦合器分为两路。第一路被电光强度调制器转换为脉冲光信号后，经过环形器输入传感光纤中传输，在传输路径上产生频移与被测物理量相关联的后向散射光信号。第二路光信号经过偏振控制器将线偏振光转化为圆偏振光后，输入第二光分束耦合器，与经过环形器的后向散射光信号发生干涉，干涉后的光信号经过平衡探测器转化为电信号，再由混频器和滤波器通过电域扫频获得后向散射光信号布里渊频移和强度信息，最终获得传感光纤的物理量变化。本发明专利技术克服了现有自发布里渊散射光纤传感方法偏振失配的问题，能够获得稳定的干涉信号输出。

Self-Propagating Rillouin Scattering Optical Fiber Sensing Method and Device Based on Circularly Polarized Light Interference

The invention discloses a self-released Rillouin scattering optical fiber sensing method and device based on circularly polarized light interference. The CW laser signal from a narrow linewidth laser is divided into two channels through the first beam splitter coupler. After the first channel is converted into a pulse light signal by an electro-optic intensity modulator, it is transmitted in the sensing optical fiber through the annulus, and the backscattered light signal associated with the measured physical quantities is generated on the transmission path. After the second optical signal is converted into circularly polarized light by the polarization controller, the second optical beam splitter coupler is input to interfere with the backscattered light signal passing through the annulus. The interfered optical signal is transformed into electrical signal through the balanced detector, and the Brillouin frequency shift and intensity information of the backscattered light signal are obtained by the mixer and filter through sweeping frequency in the domain. The change of physical quantity of sensing optical fibers is obtained. The invention overcomes the polarization mismatch problem of the existing self-released Rillouin scattering optical fiber sensing method, and can obtain stable interference signal output.

【技术实现步骤摘要】
基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感方法与装置
本专利技术涉及光纤传感
，具体涉及一种基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感方法与装置。
技术介绍
光纤传感技术中光纤不仅作为传输光的通道，而且也作为感知单元。目前基于散射原理的分布式光纤传感系统主要基于瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射三种散射技术。其中利用布里渊散射的分布式光纤传感系统能够检测应变和温度两种物理量且布里渊散射分为自发布里渊散射和受激布里渊散射，基于此本专利技术是基于自发布里渊散射的光纤传感系统。目前布里渊散射的分布式光纤传感系统主要有涉及到三种技术：布里渊光时域反射技术、布里渊光时域分析技术、布里渊光频域分析技术。在涉及到自发布里渊散射光纤传感时，该光纤传感系统主要是基于布里渊光时域反射技术。其中光信号在传感光纤中传输时会产生布里渊散射，与此同时光信号发生了布里渊频移。当外界温度变化或者传感光纤受到应力变化时，布里渊频移会产生相应的变化，其变化量与温度变化量或者应力变化量均成线性关系。如上所述，应变和温度的变化对于布里渊频移的变化关系如下：在一定温度T0下，应变和频移的关系式：υ(T0,ε)＝υ(T0,0)[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感方法，其特征在于，包括如下步骤：在光源发射端，连续激光信号在经过第一光分束耦合器后分为两路；第一路连续激光信号被调制成脉冲光信号进入传感光纤传输，脉冲光信号传输一段距离后会在传感光纤某处产生后向布里渊散射光信号，该后向散射光信号的频移与所测应变和温度变化量相关联，因此将后向散射光作为信号光；第二路连续激光信号作为参考光，将线偏振态参考光转换成圆偏振态参考光之后参考光进入第二光分束耦合器与后向散射光信号发生干涉，干涉后的光信号被平衡探测器转化为电信号，最后通过测量布里渊频移量来测量传感光纤处的应变和温度信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感方法，其特征在于，包括如下步骤：在光源发射端，连续激光信号在经过第一光分束耦合器后分为两路；第一路连续激光信号被调制成脉冲光信号进入传感光纤传输，脉冲光信号传输一段距离后会在传感光纤某处产生后向布里渊散射光信号，该后向散射光信号的频移与所测应变和温度变化量相关联，因此将后向散射光作为信号光；第二路连续激光信号作为参考光，将线偏振态参考光转换成圆偏振态参考光之后参考光进入第二光分束耦合器与后向散射光信号发生干涉，干涉后的光信号被平衡探测器转化为电信号，最后通过测量布里渊频移量来测量传感光纤处的应变和温度信息。2.根据权利要求1所述的基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感方法，其特征在于，第二路参考光在与第一路偏振状态随机变化的后向散射光信号发生干涉之前，参考光经过偏振控制器后将偏振状态转化为圆偏振态，即利用圆偏振光振动方向高速旋转且变化均匀的特点来解决干涉时两路光偏振态不一致导致干涉效果不理想的问题。3.一种基于圆偏振光干涉的自发布里渊散射光纤传感装置，其特征在于，包括窄线宽激光器、第一光分束耦合器、电光强度调制器、环形器、偏振控制器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏正军，唐敏，关洪果，陶志远，管晓军，王金东，张智明，郭健平，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44