[發明專利]脈沖寬帶光源大容量光子晶體光纖氣體檢測方法與系統

無效

• 申請號: 201410082908.1
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103913423A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 陸穎;張海偉;段亮成;趙志強;姚建銓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種脈沖寬帶光源大容量光子晶體光纖氣體檢測方法，其特征是，包括下列步驟：利用信號發生裝置發出的射頻(RF)信號通過電光調制器對寬帶光源的輸出光進行調制，形成時域脈沖調制寬帶光信號；調制寬帶光信號經過光合路器被等分成M路光信號；由光合路器輸出的M路光信號經過M個不同工作波長的密集波分復用器(DWDM)實現波分復用，使得每一路波分復用信號具有不同的中心波長，使每一路波分復用信號經過1×2光纖耦合器分成兩路光信號，一路直接用于PCF氣室中氣體的檢測；另一路經過光纖延遲線后用于PCF氣室中氣體的檢測；1×2光纖耦合器分成兩路光信號分別經過PCF氣室后再通過對應的光纖耦合器合成一路光信號，因而從PCF氣室中輸出的2M路光信號經過對應的光纖耦合器后實現M路光信號的輸出，在光纖延遲線的作用下實現光時分復用，從而實現對光信號的時分復用和波分復用；M路OTDM-DWDM光信號經過另一個光合路器由光譜接收系統接收、計算分析，以實現對2M個不同用戶的檢測。?

2.如權利要求1所述的脈沖寬帶光源大容量光子晶體光纖氣體檢測方法，其特征是，光纖延遲線采用普通的單模光纖實現，需保證信號發生裝置產生的調制RF信號低電平的時間大于等于高電平的時間；同時保證光的延遲時間大于等于信號發生裝置產生的調制RF信號高電平的時間；將調制RF信號設置為高低電平具有相同的時間周期，從而保證光纖延遲的時間等于脈沖信號的脈寬，便于對接收信號的分析；?

延遲時間由公式(a)所確定：?

其中L為單模光纖的長度，c為光在真空中的傳播速度，n為光纖的有效折射率。?

3.一種脈沖寬帶光源大容量光子晶體光纖氣體檢測系統，其特征是，結構為：寬帶光源經過所述電光調制器時，受到所述信號發生裝置發出的RF信號的調制，輸出時域脈沖調制寬帶光信號；調制寬帶光信號經過光合路器被等分成M路光信號；由光合路器輸出的M路光信號經過M個不同工作波長的密集波分復用器(DWDM)實現波分復用，使得每一路波分復用信號具有不同的中心波長，每一路波分復用信號經過1×2光纖耦合器分成兩路光信號，一路直接用于PCF氣室中氣體的檢測；另一路經過光纖延遲線后用于PCF氣室中氣體的檢測；1×2光纖耦合器分成的兩路光信號分別經過PCF氣室后再通過對應的光纖耦合器合成一路光信號，因而從PCF氣室中輸出的2M路光信號經過對應的光纖耦合器后實現M路光信號的輸出，在光纖延遲線的作用下實現光時分復用(OTDM)，從而實現對光信號的時分復用和波分復用；M路OTDM-DWDM光信號經過另一個光合路器由光譜接收系統接收、計算分析，以實現對2M個不同用戶的檢測。?

4.如權利要求4所述的脈沖寬帶光源大容量光子晶體光纖氣體檢測系統，其特征是，經過密集波分復用器(DWDM)輸出的光信號進入的1×2光耦合器具有70:30的分光比，并且具有70分光比的一路光信號連接光纖延遲線，以方便后續數據的處理與分析。?

5.如權利要求4所述的脈沖寬帶光源大容量光子晶體光纖氣體檢測系統，其特征是，如果氣體的可用吸收峰數為M，即使用M個DWDM，通過調節光纖延遲線的時間延遲分布，對每一路波分復用實現N個不同的時間延遲，則系統的最大容納用戶數為M×N。?

6.如權利要求4所述的脈沖寬帶光源大容量光子晶體光纖氣體檢測系統，其特征是，通過50：50的光耦合器將工作氣室與空的氣室相并聯，以消除環境因素對測量結果的影響，以提高檢測精度。?