基于瑞利散射与双边带布里渊散射的分布式光纤传感装置及监测方法制造方法及图纸

技术编号:46572938 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:18
本发明专利技术的基于瑞利散射与双边带布里渊散射的分布式光纤传感装置,包括:激光器、第一偏振控制器、任意函数发生器、电光调制器、第一掺铒光纤放大器、半导体光放大器、第二掺铒光纤放大器、扰偏器、第二偏振控制器、环形器、传感光纤、声光调制器、隔离器、第三偏振控制器、第三掺铒光纤放大器、可调谐滤波器、第一光电探测器、数据采集卡、第二光电探测器。本发明专利技术中双边带布里渊散射结合了布里渊增益谱和布里渊损耗谱,提高信噪比,提高了布里渊频移的解调精度;利用低频边带获取背向瑞利散射信号,能量由探测光转移至低频边带,使背向瑞利散射信号的探测光得到放大,有助于提高背向瑞利散射谱频率偏移量的解调精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传感,具体为一种基于瑞利散射与双边带布里渊散射的分布式光纤传感装置及监测方法


技术介绍

1、随着信息技术和工业领域的发展,体积小、抗电磁干扰、信息容量大、可测参数多、分布式传感等特点使得光纤传感技术的应用越来越广泛。而大型基础设施的结构健康监测、城市安防、航空航天结构的监测等需要大范围、高分辨力的传感技术以满足结构状态监测的准确性,这对光纤传感的能力提出了更高的要求。

2、光纤中光的散射是分布式光纤传感的物理基础。基于瑞利散射的相敏型光时域反射技(phase-sensitive optical time domain reflectometric,)近年作为研究的热点得到了飞速发展,由于对振动、应变、温度等外界变化具有较高的灵敏度,在安防、地震波测量、海洋水声探测等方面发挥了重要作用,但是受限于相位变化范围和扫频范围,其应变和温度的可测量范围较小。基于受激布里渊散射效应的布里渊光时域分析(brillouinoptical time domainanalysis,botda)是分布式光纤传感中的典型技术之一,在温度监测、应变监本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于瑞利散射与双边带布里渊散射的分布式光纤传感装置,其特征在于,包括依次相连接激光器(1-1)、第一偏振控制器(1-2)、电光调制器(1-4)、第一掺铒光纤放大器(1-5)、半导体光放大器(1-6)、第二掺铒光纤放大器(1-7)、扰偏器(1-8)、第二偏振控制器(1-9)、环形器(1-10)、传感光纤(1-11)、第三偏振控制器(1-14)、隔离器(1-13)和声光调制器(1-12);电光调制器(1-4)连接有一任意函数发生器(1-3),环形器(1-10)的第二个输出分别连接第三掺铒光纤放大器(1-15)和第二光电探测器(1-19);第三掺铒光纤放大器(1-15)依次连接可调谐滤...

【技术特征摘要】

1.一种基于瑞利散射与双边带布里渊散射的分布式光纤传感装置,其特征在于,包括依次相连接激光器(1-1)、第一偏振控制器(1-2)、电光调制器(1-4)、第一掺铒光纤放大器(1-5)、半导体光放大器(1-6)、第二掺铒光纤放大器(1-7)、扰偏器(1-8)、第二偏振控制器(1-9)、环形器(1-10)、传感光纤(1-11)、第三偏振控制器(1-14)、隔离器(1-13)和声光调制器(1-12);电光调制器(1-4)连接有一任意函数发生器(1-3),环形器(1-10)的第二个输出分别连接第三掺铒光纤放大器(1-15)和第二光电探测器(1-19);第三掺铒光纤放大器(1-15)依次连接可调谐滤波器(1-16)和第一光电探测器(1-17),第一光电探测器(1-17)和第二光电探测器(1-19)都连接在数据采集卡(1-18)上。

2.根据权利要求1所述的基于瑞利散射与双边带布里渊散射的分布式光纤传感装置,其特征在于,电光调制器(1-4)将产生抑制载波的双边带信号,该光信号被所述第一掺铒光纤放大器(1-5)放大后,由所述半导体光放大器(1-6)调制为脉冲光信号;所述第二掺铒光纤放大器(1-7)用于将所述脉冲光信号放大,脉冲光信号经所述扰偏器(1-8)进行偏振态随机化调整;所述第二偏振控制器(1-9)用于调整光信号偏振态使之与所述传感光纤(1-11)的慢轴对准;所述调整过偏振态的光信号经所述环形器(1-10)注入所述传感光纤(1-11);所述激光器(1-1)与所述声光调制器(1-12)相连以进行光信号的移频;该移频后的光信号进入所述隔离器(1-13),所述光信号再由第三偏振控制器(1-14)调整偏振态使之与所述传感光纤(1-11)的慢轴对准;所述调整过偏振态的光信号作为受激布里渊散射的探测光信号注入所述传感光纤(1-11)中;该传感光纤中的后向瑞利散射光经所述环形器(1-10)传输至第三掺铒光纤放大器(1-15)放大后、再经过所述可调谐滤波器(1-16)进行滤波,所述第一光电探测器(1-17)将该光信号转换成电信号后由数据采集卡(1-18)采集;该传感光纤中的斯托克斯光、反斯托克斯光经所述环形器(1-10)传输至所述第二光电探测器(1-19)转换成电信号后由数据采集卡(1-18)采集...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔继文赵海英
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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