三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统，它包括激光器、脉冲光调制器、三脉冲生成保偏结构、第一掺铒光纤放大器、第一光环形器、光纤光栅阵列、第二掺铒光纤放大器、第二光环形器、三分三光耦合器、第一法拉第旋转镜、第二法拉第旋转镜和四通道数据采集卡。本发明专利技术基于分布式光纤光栅振动传感系统，采用三脉冲错位干涉和三分三光耦合器数字相位解调技术，利用XX，XY脉冲对干涉可见度互补，通过选择较优的进行解调，从而实现了在分布式光纤光栅振动传感系统中抗偏振衰落，干涉信号高可见度。

【技术实现步骤摘要】
三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统及方法
本专利技术涉及光纤传感
，具体地指一种三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统及方法。
技术介绍
光纤传感技术自问世以来，就凭借诸多优势而被广泛关注并深入研究。光纤作为传感器因为无源，体积小，易复用被广泛研究与应用。利用相位敏感光时域反射技术的光纤传感系统，又具有高灵敏度的特点，在许多领域都具有十分重要的应用价值，较传统的电类传感系统在各种恶劣环境中具有更优异的传感性能和更广阔的应用前景。为了提高定位精度和检测灵敏度以实现对微小信号的传感，研究人员在传统的系统中引入了弱光栅阵列，以弱光纤光栅阵列中相邻两个光栅之间的光纤为传感单元，实现了高精度高灵敏度的基于时分复用的分布式探测系统。振动是自然界最普遍的现象之一，获取振动信号在各领域都有巨大的作用，也是光栅增强型分布式传感技术中的一个重要研究方向和应用领域，在地震波检测、石油勘探和水下军事等领域有着广阔的应用前景。目前，制约分布式干涉型光纤光栅振动传感系统在实际中大范围应用的问题就是偏振诱导衰落。光通过在各向异性晶体时，会发生双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统，其特征在于：它包括激光器(1)、脉冲光调制器(2)、三脉冲生成保偏结构(4)、第一掺铒光纤放大器(10)、第一光环形器(12)、光纤光栅阵列(14)、第二掺铒光纤放大器(17)、第二光环形器(19)、三分三光耦合器(20)、第一法拉第旋转镜(21)、第二法拉第旋转镜(23)、四通道数据采集卡(25)，其中，激光器(1)的信号输出端连接脉冲光调制器(2)的信号输入端，脉冲光调制器(2)的光脉冲输出端连接三脉冲生成保偏结构(4)的信号输入端，三脉冲生成保偏结构(4)的信号输出端连接第一掺铒光纤放大器(10)的信号输入端，第一掺铒光纤放大器(10...

【技术特征摘要】
1.一种三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统，其特征在于：它包括激光器(1)、脉冲光调制器(2)、三脉冲生成保偏结构(4)、第一掺铒光纤放大器(10)、第一光环形器(12)、光纤光栅阵列(14)、第二掺铒光纤放大器(17)、第二光环形器(19)、三分三光耦合器(20)、第一法拉第旋转镜(21)、第二法拉第旋转镜(23)、四通道数据采集卡(25)，其中，激光器(1)的信号输出端连接脉冲光调制器(2)的信号输入端，脉冲光调制器(2)的光脉冲输出端连接三脉冲生成保偏结构(4)的信号输入端，三脉冲生成保偏结构(4)的信号输出端连接第一掺铒光纤放大器(10)的信号输入端，第一掺铒光纤放大器(10)的信号输出端连接第一光环形器(12)的第一通信端口，第一光环形器(12)的第二通信端口经过传感延时光纤(13)接入光纤光栅阵列(14)，第一光环形器(12)的第三通信端口连接第二掺铒光纤放大器(17)的信号输入端，第二掺铒光纤放大器(17)的信号输出端连接第二光环形器(19)的第一通信端口，第二光环形器(19)的第二通信端口连接三分三光耦合器(20)的左侧第一通信端、三分三光耦合器(20)的右侧第一通信端连接第一法拉第旋转镜(21)的通信端，三分三光耦合器(20)的右侧第二通信端悬空、三分三光耦合器(20)的右侧第三通信端通过干涉仪延时光纤(22)连接第二法拉第旋转镜(23)的通信端，第二光环形器(19)的第三端口、三分三光耦合器(20)的左侧第二通信端、三分三光耦合器(20)的左侧第三通信端分别通过多通道光电探测器(24)连接四通道数据采集卡(25)的输入端。


2.根据权利要求1所述的三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统，其特征在于：它还包括第一光滤波器(11)和第二光滤波器(18)，第一掺铒光纤放大器(10)的信号输出端连接第一光滤波器(11)的信号输入端，第一光滤波器(11)的信号输出端连接第一光环形器(12)的第一通信端口；
第二掺铒光纤放大器(17)的信号输出端连接第二光滤波器(18)的信号输入端，第二光滤波器(18)的输出端连接第二光环形器(19)的第一通信端口。


3.根据权利要求1所述的三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统，其特征在于：它还包括双通道脉冲程序发生器(3)，双通道脉冲程序发生器(3)的第一信号输出通道连接脉冲光调制器(2)的控制信号输入端，双通道脉冲程序发生器(3)的第二信号输出通道连接四通道数据采集卡(25)的同步采集控制端。


4.根据权利要求1所述的三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统，其特征在于：所述脉冲光调制器(2)用于将激光器(1)输出的连续光调制为光脉冲，光脉冲进入三脉冲生成保偏结构(4)后，输出偏振态为X、X、Y的三脉冲光信号，三脉冲光信号依次进入第一掺铒光纤放大器(10)和第一光滤波器(11)后输出放大了峰值功率的三脉冲光信号，放大了峰值功率的三脉冲光信号通过第一光环形器(12)，进入到光纤光栅阵列(14)中；
偏振态为X、X、Y的三脉冲光信号表示三脉冲光信号中前两个脉冲偏振态相同，第三个脉冲偏振态与前两个脉冲正交。


5.根据权利要求1所述的三脉冲错位干涉的光栅增强型分布式振动解调系统，其特征在于：所述三脉冲生成保偏结构(4)包括保偏一分三光耦合器(5)、第一保偏延时光纤(6)、保偏一分二光耦合器(7)、第二保偏延时光纤(8)和偏振合束器(9)，其中，脉冲光调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政颖，吴军，邓振宇，傅雪蕾，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42