本实用新型专利技术公开了一种多模光纤布里渊光时域分析传感装置，包括第一激光器、第二激光器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、电控衰减器、微波频率计、外调制器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、多模传感光纤、光电探测模块、数据采集模块和第一光纤扰模器；本实用新型专利技术提升测量精度，降低装置成本。降低装置成本。降低装置成本。
【技术实现步骤摘要】
一种多模光纤布里渊光时域分析传感装置
[0001]本技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种多模光纤布里渊光时域分析传感装置。
技术介绍
[0002]分布式光纤传感技术是利用光纤的背向散射效应实现光纤沿线物理参量分布式测量的新型技术。其中基于布里渊散射的分布式光纤传感技术可以实现超长距离的温度、应变测量，因此在海底电缆、输油管线、土木结构等领域得到广泛应用。基于布里渊散射的分布式光纤传感技术有两种类型：布里渊光时域反射技术(Brillouin Opitcal Time Domain Reflection，BOTDR)和布里渊光时域分析技术(Brillouin Optical Time Domain Analysis，BOTDA)。其中布里渊光时域反射技术为单端测量，结构简单，但其探测的是微弱的自发布里渊散射光，难以实现长距离、高精度测量；布里渊光时域分析技术则为双端测量，探测的是较强的受激布里渊散射光，可以实现超长距离、高精度测量。
[0003]光纤是光通信和光传感领域的基础。根据传播模式的不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤。其中单模光纤的纤芯直径较细，一般为9μm；而多模光纤的纤芯直径较粗，常见的有50μm和62.5μm。目前，国内外专家学者多集中在研究基于单模光纤的布里渊传感技术。单模光纤仅能传输一种模式——基模，具有更高的传输带宽，在高速光纤通信具有最广泛的应用。但是常见的单模光纤的纤芯直径仅有9μm，其模场面积小，这也造成了入射激光功率低，进而导致背向散射信号功率低，测量误差大。另一方面，基模的两个正交偏振态会随着光纤距离的增加而发生随机变化，因此给布里渊背向散射信号的探测带来严重的偏振相关噪声。在现有技术中为了消除偏振相关噪声，光纤布里渊传感装置需要使用价格昂贵的扰偏器或者偏振控制器，造成了成本增加。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种多模光纤布里渊光时域分析传感装置，用于提升背向布里渊散射光的测量精度，同时降低装置成本。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种多模光纤布里渊光时域分析传感装置，包括第一激光器、第二激光器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、电控衰减器、微波频率计、外调制器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、多模传感光纤、光电探测模块、数据采集模块和第一光纤扰模器；
[0006]所述第一激光器的输出端连接所述第一光纤耦合器的输入端，所述第一光纤耦合器的第一输出端连接所述第三光纤耦合器的第一输入端，所述第三光纤耦合器的输出端连接所述微波频率计的输入端；
[0007]所述第一光纤耦合器的第三输出端连接所述外调制器的输入端，所述外调制器的输出端连接所述掺铒光纤放大器的输入端，所述掺铒光纤放大器的输出端连接所述第一光纤扰模器的输入端，所述第一光纤扰模器的输出端连接所述光纤环形器的第一端口，所述
光纤环形器的第三端口连接所述光电探测模块的输入端，所述光电探测模块的输出端连接所述数据采集模块的输入端；
[0008]所述第二激光器的输出端连接所述第二光纤耦合器的输入端，所述第二光纤耦合器的第二输出端连接所述第三光纤耦合器的第二输入端，所述第二光纤耦合器的第四输出端连接所述电控衰减器的输入端，所述多模传感光纤连接在所述电控衰减器的输出端与所述光纤环形器的第二端口之间。
[0009]进一步地，所述第一光纤扰模器包括第一单模光纤、多模光纤和第二单模光纤，所述第一单模光纤、所述多模光纤和所述第二单模光纤依次熔接构成所述第一光纤扰模器。
[0010]进一步地，所述第一光纤扰模器包括多模光纤和相对设置的第一挤压件和第二挤压件，所述多模光纤横向设置在所述第一挤压件和所述第二挤压件之间，所述第一挤压件朝向所述第二挤压件的一面上均匀分布有若干第一凸块，所述第二挤压件朝向所述第一挤压件的一面上均匀分布有若干第二凸块，各所述第一凸块与各所述第二凸块间隔设置，当所述第一挤压件与所述第二挤压件互相靠近时，各所述第一凸块与各所述第二凸块挤压所述多模光纤，以使所述多模光纤各处宏观弯曲。
[0011]进一步地，所述第一激光器为泵浦激光器，所述第二激光器为探测激光器，所述泵浦激光器和所述探测激光器的线宽均为50kHz～2MHz。
[0012]进一步地，所述多模传感光纤为折射率渐变型多模传感光纤或阶跃型多模传感光纤。
[0013]进一步地，所述光纤环形器为多模光纤环形器。
[0014]进一步地，所述电控衰减器与所述第二光纤耦合器之间设有第二光纤扰模器，所述第二光纤扰模器的输入端连接所述第二光纤耦合器的第四输出端，所述第二光纤扰模器的输出端连接所述电控衰减器的输入端。
[0015]本技术的有益效果：
[0016]本技术通过采用多模传感光纤代替传统的单模传感光纤连接电控衰减器的输出端与光纤环形器的第二端口，有效提高入射激光功率，有效提高背向布里渊散射信号的强度，保证能够实现对背向布里渊散射信号的高精度测量；同时本技术还通过在掺铒光纤放大器与光纤环形器的第一端口之间设置第一光纤扰模器，第一光纤扰模器能够使得多模传感光纤的激励出来的模式之间实现功率平衡分布，无需再增加价格昂贵的扰偏器或者偏振控制器，进而有效降低装置的成本。
附图说明
[0017]图1是本技术中多模光纤布里渊光时域分析传感装置的结构示意图；
[0018]图2是本技术实施例二中多模传感光纤的结构示意图。
[0019]附图标记：1、第一激光器；2、第二激光器；3、第一光纤耦合器；4、第二光纤耦合器；5、第三光纤耦合器；6、电控衰减器；7、微波频率计；8、外调制器；9、掺铒光纤放大器；10、光纤环形器；11、多模传感光纤；12、光电探测模块；13、数据采集模块；14、第一光纤扰模器；141、第一挤压件；142、第二挤压件；143、第一凸块；144、第二凸块；145、多模光纤；15、第二光纤扰模器。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例，对本技术进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0021]如图1所示，本实施例的一种多模光纤布里渊光时域分析传感装置，包括第一激光器1、第二激光器2、第一光纤耦合器3、第二光纤耦合器4、第三光纤耦合器5、电控衰减器6、微波频率计7、外调制器8、掺铒光纤放大器9、光纤环形器10、多模传感光纤11、光电探测模块12、数据采集模块13和第一光纤扰模器14；
[0022]第一激光器1的输出端连接第一光纤耦合器3的输入端，第一光纤耦合器3的第一输出端连接第三光纤耦合器5的第一输入端，第三光纤耦合器5的输出端连接微波频率计7的输入端；
[0023]第一光纤耦合器3的第三输出端连接外调制器8的输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多模光纤布里渊光时域分析传感装置，其特征在于，包括第一激光器(1)、第二激光器(2)、第一光纤耦合器(3)、第二光纤耦合器(4)、第三光纤耦合器(5)、电控衰减器(6)、微波频率计(7)、外调制器(8)、掺铒光纤放大器(9)、光纤环形器(10)、多模传感光纤(11)、光电探测模块(12)、数据采集模块(13)和第一光纤扰模器(14)；所述第一激光器(1)的输出端连接所述第一光纤耦合器(3)的输入端，所述第一光纤耦合器(3)的第一输出端连接所述第三光纤耦合器(5)的第一输入端，所述第三光纤耦合器(5)的输出端连接所述微波频率计(7)的输入端；所述第一光纤耦合器(3)的第三输出端连接所述外调制器(8)的输入端，所述外调制器(8)的输出端连接所述掺铒光纤放大器(9)的输入端，所述掺铒光纤放大器(9)的输出端连接所述第一光纤扰模器(14)的输入端，所述第一光纤扰模器(14)的输出端连接所述光纤环形器(10)的第一端口，所述光纤环形器(10)的第三端口连接所述光电探测模块(12)的输入端，所述光电探测模块(12)的输出端连接所述数据采集模块(13)的输入端；所述第二激光器(2)的输出端连接所述第二光纤耦合器(4)的输入端，所述第二光纤耦合器(4)的第二输出端连接所述第三光纤耦合器(5)的第二输入端，所述第二光纤耦合器(4)的第四输出端连接所述电控衰减器(6)的输入端，所述多模传感光纤(11)连接在所述电控衰减器(6)的输出端与所述光纤环形器(10)的第二端口之间。2.根据权利要求1所述的多模光纤布里渊光时域分析传感装置，其特征在于：所述第一光纤扰模器(14)包括第一单模光纤、多模光纤(145)和第二单模光纤，所述第一单模光纤、所述多模光纤(145)和所述第二单模光纤依次熔接...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春艳，涂勤昌，王晓雷，卢海洋，李治祥，
申请(专利权)人：杭州光传科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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