一种分布式光纤声波传感芯片及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式光纤声波传感芯片以及基于该芯片的分布式光纤声波传感系统，芯片包括调制单元，接收单元，辅助功能单元，光信号端口，电信号端口，其中，调制单元基于集成的马赫‑曾德尔型光强度调制器，接收单元基于集成的正交偏振分集且正交相位分集的相干平衡光电探测器，辅助功能单元包括偏振控制器、可调分束器。该芯片配合激光器、光放大与传导单元、驱动与控制电路、信号处理单元、传感光纤，构成分布式光纤声波传感系统。本发明专利技术实现了分布式光纤声波传感器的核心光电器部件的集成化；在保持高系统性能的同时，可显著优化系统尺寸与成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传感技术，尤其是涉及一种分布式光纤声波传感芯片及系统。

技术介绍

1、分布式光纤声波传感技术，是光纤传感器技术的重要分支之一。由于其可以实现分布式、长距离、高性能的声波频段振动信息获取，使得该技术在近年来受到广泛的关注，并已应用于结构健康监测、周界安防、轨道交通安全、管道泄漏、地球物理学等诸多领域。现阶段，商用的分布式光纤声波传感系统，一般由分立的光电器件搭建而成。由于涉及的光学与电学部件较多，因此其解调仪(指整个传感系统中，除传感光纤之外的部分)的体积/重量通常较大，且总器件成本偏高。这在某种程度上不利于分布式声波传感技术的进一步推广。例如，航空航天等领域的应用场景，对系统的体积及重量较为敏感；而物联网和消费电子领域的用户，往往会关心系统的硬件成本、批量生产成本及使用便利性。

2、包括光集成技术在内的集成电路技术的不断进步，推动了光通信领域的快速发展，各类光通信系统不断地实现更高的性能，更小的尺寸，更低的成本。此外，光传感
同样能够得益于集成技术。目前，片上光谱仪、片上光学陀螺、片上布拉格光纤光栅询问器、片上生化传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，包括：光信号端口(11)、辅助功能单元(12)、调制单元(13)、接收单元(14)和电信号端口(15)。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述辅助功能单元(12)包括偏振控制器(121)和可调分束器(122)。

3.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述调制单元(13)为集成的马赫-曾德尔型光强度调制器。

4.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述接收单元(14)为集成的正交偏振分集且正交相位分集的相干平衡光电探测器。

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【技术特征摘要】

1.一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，包括：光信号端口(11)、辅助功能单元(12)、调制单元(13)、接收单元(14)和电信号端口(15)。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述辅助功能单元(12)包括偏振控制器(121)和可调分束器(122)。

3.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述调制单元(13)为集成的马赫-曾德尔型光强度调制器。

4.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述接收单元(14)为集成的正交偏振分集且正交相位分集的相干平衡光电探测器。

5.根据权利要求2所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述接收单元(14)由集成的偏振旋转分束器(141)、光分束器(142)、第一光混频器(143)、第二光混频器(144)、第一平衡光电探测器(145)、第二平衡光电探测器(146)、第三平衡光电探测器(147)、第四平衡光电探测器(148)构成。

6.根据权利要求5所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述光信号端口(11)包括光源输入端口、探测信号输出端口、散射信号输入端口。

7.根据权利要求6所述的一种分布式光纤声波传感芯片，其特征在于，所述分布式光纤声波传感芯片的各光器件之间通过集成光波导连接，其中，光源输入端口连接偏振控制器(121)的输入，偏振控制器(121)的输出连接可调分束器(122)的输入，可调分束器(122)的第一输出连接调制单元(13)的输入，调制单元(13)的输出连接探测信...

【专利技术属性】
技术研发人员：何祖源，金志成，陈嘉庚，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：