[實(shí)用新型]一種光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820086784.4
• 申請(qǐng)日: 2008-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN201222153Y
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周斌;管祖光;何賽靈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/35
• 分類號(hào): G02F1/35;G02F2/00;G02B6/02;G02B6/26;G01D5/26;G01D5/353
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 杜 軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及了一種利用聲光調(diào)制器改變光波頻率引起干涉儀不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的效應(yīng)以及光纖布拉格光柵斜邊檢測(cè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)的裝置。

背景技術(shù)

FBG由于其特有的光纖內(nèi)部敏感、波長編碼、易于組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)而成為光纖傳感的一種重要器件。基于已經(jīng)發(fā)展起來的波分復(fù)用(WDM)和時(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù)，光纖光柵陣列被廣泛用于光纖準(zhǔn)分布式傳感。其中，WDM要求每一個(gè)FBG傳感器具有不同的布拉格波長，需要一個(gè)寬帶光源(帶寬往往大于40nm)作為輸入光源，還需要一套相對(duì)復(fù)雜的波長敏感系統(tǒng)來進(jìn)行復(fù)用信號(hào)的解復(fù)用，如：可調(diào)法布里-泊羅濾波器、富里葉頻譜計(jì)、波長敏感耦合器等。而在TDM中，一般采用窄脈沖光源輸入，各個(gè)FBG傳感器的反射光信號(hào)利用不同的延時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)復(fù)用，并被解調(diào)端的高速門處理電路解復(fù)用。這兩套復(fù)用技術(shù)，都需要成本較高的光源和復(fù)雜的解調(diào)系統(tǒng)，直接導(dǎo)致了FBG傳感網(wǎng)絡(luò)的成本居高不下，限制了其很多實(shí)際應(yīng)用。

聲光調(diào)制器利用多普勒效應(yīng)，可以在一定范圍內(nèi)精確改變經(jīng)過調(diào)制器的光波的頻率，是業(yè)內(nèi)常用的一種光頻變換器件；薩尼亞克(Sagnac)環(huán)由于其結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，對(duì)外界溫度變化，機(jī)械振動(dòng)等干擾不敏感，在光纖傳感，光纖檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用也十分廣泛；使用基于聲光調(diào)制器光頻變轉(zhuǎn)的Sagnac干涉計(jì)實(shí)現(xiàn)的FBG準(zhǔn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾性強(qiáng)，不需要高速的光電元件，成本很低，因此非常適用于實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)裝置。

本實(shí)用新型的光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)裝置的具體技術(shù)方案為：半導(dǎo)體激光器通過光纖隔離器與四端口3-dB光纖耦合器的一個(gè)輸入端口光連接；四端口3-dB光纖耦合器的另一個(gè)輸入端口與光電二極管的輸入端光連接，光電二極管的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端電連接，數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與FFT分析儀電連接。

四端口3-dB光纖耦合器的兩個(gè)輸出端口通過單模光纖連接，單模光纖由聲光調(diào)制器分為兩段，分別為測(cè)量段單模光纖和連接段單模光纖，長度分別為L_a和L_b，L_a＞＞L_b。聲光調(diào)制器的電驅(qū)動(dòng)信號(hào)口與正弦信號(hào)發(fā)生器電連接。測(cè)量段單模光纖中插入三端口3-dB光纖耦合器，三端口3-dB光纖耦合器的輸入端的兩端口分別與測(cè)量段單模光纖連接，另一個(gè)端口與傳感網(wǎng)絡(luò)單模光纖連接。多個(gè)傳感FBG依次串聯(lián)在傳感網(wǎng)絡(luò)單模光纖上。

本實(shí)用新型中，聲光調(diào)制器利用多普勒效應(yīng)，可以在一定范圍內(nèi)精確改變經(jīng)過調(diào)制器的光波的頻率，是業(yè)內(nèi)常用的一種光頻變換器件。同時(shí)，Sagnac環(huán)對(duì)外界溫度變化、機(jī)械振動(dòng)等干擾不敏感。

本實(shí)用新型適用于一般性的FBG準(zhǔn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的FBG傳感網(wǎng)絡(luò)方案相比，采用了電子頻率掃描，而不是使用低速的機(jī)械控制的波長掃描裝置，能做到極高的響應(yīng)速度，滿足實(shí)時(shí)傳感的要求；并且由于不需要短脈沖激光，高速光電二極管和高速數(shù)據(jù)采集卡，因此成本相對(duì)較低；另外由于傳感網(wǎng)絡(luò)連入Sagnac環(huán)中，設(shè)備抗外界溫度波動(dòng)以及機(jī)械擾動(dòng)性能強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，半導(dǎo)體激光器1通過光纖隔離器2與四端口3-dB光纖耦合器3的一個(gè)輸入端口光連接；四端口3-dB光纖耦合器3的另一個(gè)輸入端口與光電二極管4的輸入端光連接，光電二極管4的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡5的輸入端電連接，數(shù)據(jù)采集卡5的輸出端與FFT分析儀6電連接。四端口3-dB光纖耦合器3的兩個(gè)輸出端口通過單模光纖連接，單模光纖由聲光調(diào)制器8分為兩段，分別為測(cè)量段單模光纖11和連接段單模光纖7，長度分別為L_a和L_b，L_a＞＞L_b。聲光調(diào)制器8的電驅(qū)動(dòng)信號(hào)口與正弦信號(hào)發(fā)生器9電連接。測(cè)量段單模光纖11中插入三端口3-dB光纖耦合器10，三端口3-dB光纖耦合器10的輸入端的兩端口分別與測(cè)量段單模光纖11連接，另一個(gè)端口10-3與傳感網(wǎng)絡(luò)單模光纖13連接。多個(gè)傳感FBG?12依次串聯(lián)在傳感網(wǎng)絡(luò)單模光纖13上。