[發明專利]基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置及解調方法

有效

• 申請號: 201910064652.4
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109520637B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王華;付俊峰;劉強;蔡添;武冬;楊濤
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司信息通信分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 廈門創象知識產權代理有限公司 35232
• 代理人: 尤懷成

1.一種基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置，其特征在于，所述鎖模光纖激光器包括激光諧振腔、溫度傳感光纖、電光調制器和光纖耦合器，所述溫度傳感光纖設置在所述激光諧振腔中，所述溫度傳感光纖通過感應溫度變化以引起所述激光諧振腔的光程進行改變，所述電光調制器的電驅動端與微波信號源相連，所述電光調制器用于根據所述微波信號源發射的微波信號對經過所述溫度傳感光纖的光信號進行調制，所述微波信號源發射的微波信號頻率響應所述激光諧振腔的光程改變可調諧，所述鎖模光纖激光器根據調制后的光信號形成鎖模激光，并通過所述光纖耦合器對所述鎖模激光進行耦合輸出，所述溫度傳感解調裝置包括光電探測器、射頻帶通濾波器、電功率計和溫度解調器，其中，

所述光電探測器的輸入端與所述光纖耦合器的第一輸出端相連，所述光電探測器的輸出端與所述射頻帶通濾波器的輸入端相連，所述射頻帶通濾波器的輸出端與所述電功率計的輸入端相連；

所述光電探測器用于對所述光纖耦合器耦合輸出的鎖模激光進行光電轉換以輸出第一電信號；

所述射頻帶通濾波器用于對所述第一電信號進行濾波處理以輸出第二電信號；

所述電功率計用于測量所述第二電信號的功率；

所述溫度解調器用于掃描所述微波信號源所發射的微波信號頻率，并根據所述電功率計測量的第二電信號的最大功率獲取對應的微波信號頻率，以及根據所述最大功率對應的微波信號頻率和所述微波信號源所發射的微波信號基準頻率獲得所述溫度傳感光纖感應的溫度變化信息。

2.如權利要求1所述的基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置，其特征在于，所述鎖模光纖激光器還包括光放大器、光濾波器和光隔離器，所述光放大器的輸入端與所述光纖耦合器的第二輸出端相連，所述光放大器的輸出端與所述溫度傳感光纖的一端相連，所述溫度傳感光纖的另一端與所述電光調制器的光輸入端相連，所述電光調制器的光輸出端與所述光濾波器的輸入端相連，所述光濾波器的輸出端與所述光隔離器的輸入端相連，所述光隔離器的輸出端與所述光纖耦合器的輸入端相連，其中，通過所述光放大器進行放大發射的光，經過所述溫度傳感光纖、所述電光調制器、所述光濾波器、所述光隔離器和所述光纖耦合器后形成所述鎖模激光。

3.如權利要求2所述的基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置，其特征在于，所述光纖耦合器為90:10光纖耦合器，所述光纖耦合器的第一輸出端為10％輸出端口，所述光纖耦合器的第二輸出端為90％輸出端口，所述光放大器為摻鉺光纖放大器。

4.如權利要求1-3中任一項所述的基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置，其特征在于，所述溫度解調器還用于設置所述溫度傳感光纖的基準溫度，以便根據所述溫度傳感光纖的基準溫度所對應的激光諧振腔的光程獲取所述微波信號基準頻率。

5.如權利要求4所述的基于鎖模光纖激光器的溫度傳感解調裝置，其特征在于，所述溫度解調器根據以下公式獲得所述溫度傳感光纖感應的溫度變化信息：

其中，Δf為微波信號頻率的變化值，f₂為最大功率對應的微波信號頻率，f₁為微波信號基準頻率，m為通帶階數，c為真空中的光速，L₁為溫度傳感光纖的長度，L₂為激光諧振腔減去溫度傳感光纖之外的長度，ΔT為溫度改變量，n為光纖有效折射率，ζ為光纖的熱光系數。