[發明專利]基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置

無效

• 申請號: 201210421908.0
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103791933A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 杜兵
• 申請（專利權）人: 西安金和光學科技有限公司
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種光纖傳感裝置，尤其是涉及一種基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置。

背景技術

“腔環降”是近年來在光學測量領域發展的一種新技術，在微量物質和元素的探測方面顯示出了突出的性能。如中國專利申請號為02828070.9《基于光纖的腔環降光譜裝置》公開了一種檢測氣體或液體中微量物質的裝置，通過將光信號耦合進入閉合的無源光纖環、并將光纖環的部分暴露于氣體或液體樣品中，然后檢測該閉合的無源光纖內諧振的一部分輻射的衰減情況，來推測出待測的物理量。由于從光纖環內輻射出的光信號衰減時間較短，在1微秒以內，所以需要較高速的儀器，這會導致系統的成本較高。

圖2給出了現有的“腔環降”的典型結構圖，包括控制處理模塊1和與其連接的光源模塊2、顯示模塊11和數據處理模塊10，控制處理模塊1控制光源模塊2發出光信號通過2X2耦合器4耦合進光纖環5內，在光纖環5上安置有用于傳感待測物理量的調制器6，2X2耦合器4的輸出端接探測器一12，探測器一12接放大器9，放大器9后面接數據處理模塊10。圖3是在光纖環5上的調制器6未施加待測物理量時、以相同的間隔獲取的相對光強序列圖，可從原理上知道，只要取樣間隔時間相同，則任意相鄰兩個取樣值的差值是固定的；圖4是光纖環5上的調制器6已施加待測物理量時、以相同的間隔獲取的相對光強序列圖，也可以知道只要取樣間隔時間相同，則任意相鄰兩個取樣值的差值是固定的、相同的，只是該差值與圖3中的相鄰兩個取樣值的差值是不同的，通過獲取差值的不同，就可以計算出待測物理量的大小，但目前未見采用該方法的裝置。

,發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置，通過采用差分放大器，降低了信號的采集難度，降低了系統的成本，精度高。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置，包括控制處理模塊以及與控制處理模塊相接的光源模塊、顯示模塊和數據處理模塊，所述控制處理模塊控制光源模塊發出光信號并通過2X2耦合器耦合進光纖環內，所述光纖環上設置有用于傳感待測物理量的調制器，其特征在于：所述2X2耦合器的輸出端接1X2耦合器，所述1X2耦合器輸出的兩條光路分別接探測器一和探測器二，其中在所述1X2耦合器與探測器一之間的光路上設置有光延遲模塊，所述探測器一和探測器二均與差分放大器相接，所述差分放大器還與數據處理模塊相接。

上述的基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置，其特征在于：所述控制處理模塊控制光源模塊發出的是連續光信號。

上述的基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置，其特征在于：所述控制處理模塊控制光源模塊發出的是可改變頻率的脈沖光信號。

上述的基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置，其特征在于：所述光延遲模塊為一段光纖。

上述的基于單環形腔的差分放大的光纖傳感裝置，其特征在于：所述1X2耦合器為平面波導型光纖分路器。

本發明與現有技術相比具有以下優點：原有的“腔環降”測試裝置需要在光纖環輸出的光信號需要在1微秒內多次重復捕捉數據，其對測試裝置要求較高，導致成本的升高，本發明的裝置將設置一個延時的差分放大的結構，檢測出差分放大后輸出的結果，根據該結果的大小的變化，可以計算出光纖環上待測物理量的變化，從而不需要較高的測試速度，降低了對測試裝置的要求，且大幅度降低了系統成本。

下面通過附圖和實施例，對本發明做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為現有的“腔環降”典型實施方式的結構示意圖。

圖3為現有的“腔環降”測試裝置在未施加待測物理量時獲得的相對光強序列圖。

圖4為現有的“腔環降”測試裝置在已施加待測物理量時獲得的相對光強序列圖。

附圖標記說明:

1—控制處理模塊；?????????2—光源模塊；?????????3—1X2耦合器；

4—2X2耦合器；????????????5—光纖環；???????????6—調制器；

7—光延遲模塊；???????????8—差分放大器；???????9—放大器；

10—數據處理模塊；????????11—顯示模塊；????????12—探測器一；

14—探測器二。

具體實施方式