[發明專利]低損耗光纖波分復用器及其工作方法

無效

• 申請號: 201310347403.9
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103412372A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 段紹輝;余鵬;田杰;周正仙;劉小燕
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司;上海華魏光纖傳感技術有限公司
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G01K11/32
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 鐘冬梅;潘中毅

技術領域

本發明涉及分布式光纖傳感技術領域，尤其涉及分布式光纖傳感技術的光路結構部分。

背景技術

分布式光纖溫度傳感系統（RDTS）基于背向拉曼散射原理，當激光脈沖在光纖中傳輸過程中，光纖中會不斷產生拉曼散射（斯托克斯、反斯托克斯）、瑞利散射及布里淵散射等散射光，其中一部分會發生后向散射，我們稱這部分散射光為“背向散射光”。RDTS就是采用背向拉曼散射中反斯托克斯作為溫度敏感信號的一種溫度傳感系統，為了消除光源功率、測溫光纜所處環境的應力應變等因素對溫度解調的影響，需要再引入一路信號作為參考。

在目前RDTS產品中通常采用斯托克斯散射光或者瑞利散射光作為參考信號，其中尤以斯托克斯散射光居多。但在使用過程中發現，斯托克斯散射光很容易受到受激拉曼散射的影響導致信號的非線性失真，降低系統穩定性。而同時傳統瑞利解調結構的損耗大、信噪比低、也在一定程度上受受激拉曼散射影響的影響等弊病。

分布式光纖溫度傳感系統涉及的光信號主要包含注入光脈沖信號、瑞利散射光信號（Rayleigh）、斯托克斯散射光信號（Stokes）及反斯托克斯散射光信號（Anti-Stokes），本發明所闡述的光纖波分復用器就是用于處理以上光信號的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有光纖波分復用器的缺點和不足，提供一種不受受激拉曼散射影響的、低損耗光纖波分復用器及其工作方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種低損耗光纖波分復用器，包括一個分光器和兩個濾波裝置，所述分光器的輸出端連接一個濾波片，僅允許透射背向散射光中的反斯托克斯光信號；分光器輸入端連接一個帶通濾波器或者一個濾波片，帶通濾波器只允許瑞利散射光信號通過，濾波片僅允許透射背向散射光中的斯托克斯光信號。

入射激光脈沖信號從分光器輸入端注入，并經過分光器到達輸出端的濾波片被反射后進入后續傳感光纖，入射激光脈沖在傳感光纖傳輸過程中發生背向散射，背向散射光信號中的瑞利散射光信號、斯托克斯光信號和反斯托克斯光信號經過濾波片時，其中的反斯托克斯光信號透射過濾波片進入到后續光電處理單元，其余的背向散射光信號則經濾波片反射后進入分光器，后經帶通濾波器或者濾波片的濾波或者透射，背向散射光信號中的斯托克斯光信號被分離出來即獲得比較干凈的瑞利散射信號，也即濾除了斯托克斯和反斯托克斯散射的瑞利散射光信號。

所述的分光器可以為耦合器或者環形器等，主要用于將入射光注入到光纖，將背向散射光注入到后端光、電處理單元；

本發明相對于現有技術的優點在于：首先，散射光直接經過濾波片1獲得反斯托克斯光信號，可以最大程度的減少反斯托克斯光信號的損耗，提高了系統信噪比；其次，將瑞利散射信號進行必要的濾波，從而避免了受激拉曼散射（主要是斯托克斯非線性）的影響；最后，定比例耦合器或者環形器的引入可以減少輸入光功率的損耗，從而也提高了系統信噪比。

附圖說明

圖1是本發明所述實施方式一。

圖2是本發明所述實施方式二。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明的具體實施步驟。

實施例1：如圖1，濾波片1和耦合器4的輸出端相連，耦合器4的輸入端連接一個帶通濾波器5，濾波片1僅允許透射反斯托克斯光，反射非反斯托克斯光；帶通濾波器5只允許瑞利散射光通過，耦合器4為2×2耦合器，耦合器4端口的分光比為90%（端口6）：10%（端口7）。

入射激光脈沖信號從耦合器4輸入端注入，并經過耦合器4到達輸出端的濾波片1被反射到端口2，由于在RDTS中，端口2會直接或者間接與傳感光纖相連接，入射激光脈沖在傳感光纖傳輸過程中發生背向散射，背向散射光信號中的瑞利散射光信號、斯托克斯光信號和反斯托克斯光信號經過濾波片1時，其中的反斯托克斯光信號透射過濾波片1進入到后續光電處理單元，其余的背向散射光信號則經濾波片1反射后進入分耦合器4，后經帶通濾波器5的濾波，背向散射光信號中的斯托克斯光信號被濾掉，即獲得比較干凈的瑞利散射信號，也即濾除了斯托克斯和反斯托克斯散射的瑞利散射光信號。過濾后的瑞利散射光信號從端口7進入后續光電處理單元。至此，完成溫度敏感信號（反斯托克斯散射信號）和參考信號（瑞利散射信號）的提取。

實施例2：如圖2，濾波片1和環形器4的輸出端相連，耦合器4的輸入端連接濾波片6，濾波片1僅允許透射反斯托克斯光，反射非反斯托克斯光；濾波片6僅允許透射斯托克斯光，反射非斯托克斯光。