[發明專利]高動態范圍的雙波長分布式光纖振動解調系統及方法

在審

• 申請號: 201910869729.5
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110595604A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 李政穎;吳軍;傅雪蕾;王洪海;桂鑫
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01D5/353
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 潘杰;李滿

1.一種高動態范圍的雙波長分布式光纖振動解調系統，其特征在于：它包括第一窄帶激光器(1)、第二窄帶激光器(2)、密集波分復用器(3)、脈沖光調制器(4)、摻鉺光纖放大器(6)、光環形器(7)、光纖光柵對陣列(8)、三分三耦合器(13)、第一法拉第旋轉鏡(15)、第二法拉第旋轉鏡(16)、第一密集波分解復用器(17)、第二密集波分解復用器(18)、第三密集波分解復用器(19)和多通道數據采集卡(21)，其中，第一窄帶激光器(1)和第二窄帶激光器(2)用于分別向密集波分復用器(3)輸送波長為λ1和λ2的兩路窄線寬激光信號，密集波分復用器(3)的雙波長連續光輸出端連接脈沖光調制器(4)的信號輸入端，脈沖光調制器(4)的雙波長窄光脈沖輸出端連接摻鉺光纖放大器(6)的輸入端，摻鉺光纖放大器(6)的輸出端連接光環形器(7)的第一端口，光環形器(7)的第二端口接入光纖光柵對陣列(8)、光環形器(7)的第三端口連接三分三耦合器(13)的左側第一通信端、光環形器(7)的第四端口連接第一密集波分解復用器(17)的輸入端，三分三耦合器(13)的左側第二通信端連接第二密集波分解復用器(18)的輸入端、三分三耦合器(13)的左側第三通信端連接第三密集波分解復用器(19)的輸入端、三分三耦合器(13)的右側第一通信端通過延時光纖(14)連接第一法拉第旋轉鏡(15)、三分三耦合器(13)的右側第二通信端懸空、三分三耦合器(13)的右側第三通信端連接第二法拉第旋轉鏡(16)，第一密集波分解復用器(17)、第二密集波分解復用器(18)和第三密集波分解復用器(19)的輸出端分別通過多通道光電探測器(20)連接多通道數據采集卡(21)的輸入端。

2.根據權利要求1所述的高動態范圍的雙波長分布式光纖振動解調系統，其特征在于：它還包括雙通道脈沖程序發生器(5)，雙通道脈沖程序發生器(5)第一輸出通道連接脈沖光調制器(4)的控制信號輸入端，雙通道脈沖程序發生器(5)第二輸出通道連接多通道數據采集卡(21)的同步采集控制端。

3.根據權利要求1所述的高動態范圍的雙波長分布式光纖振動解調系統，其特征在于：所述脈沖光調制器(4)用于將雙波長連續光調制為雙波長窄光脈沖，雙波長窄光脈沖進入摻鉺光纖放大器(6)后，輸出放大了峰值功率的窄脈沖光信號，放大了峰值功率的窄脈沖光信號通過光環形器(7)，進入到光纖光柵對陣列(8)中。

4.根據權利要求1所述的高動態范圍的雙波長分布式光纖振動解調系統，其特征在于：所述的光纖光柵對陣列(8)由多個光纖光柵對(9)和傳感光纖(12)組成，其中相鄰兩個光纖光柵對(9)之間通過傳感光纖(12)連接，相鄰兩個光纖光柵對(9)之間的間距相等，所述光纖光柵對(9)由布拉格波長為λ₁的光纖光柵(10)和布拉格波長為λ₂的光纖光柵(11)相連組成。

5.根據權利要求1所述的高動態范圍的雙波長分布式光纖振動解調系統，其特征在于：所述第一密集波分解復用器(17)用于對三分三耦合器(13)輸出的第一路干涉光進行波分解復用得到第一組波長為λ₁和λ₂的兩路干涉光，第二密集波分解復用器(18)用于對三分三耦合器(13)輸出的第二路干涉光進行波分解復用得到第二組波長為λ₁和λ₂的兩路干涉光，第三密集波分解復用器(19)用于對三分三耦合器(13)輸出的第三路干涉光進行波分解復用得到第三組波長為λ₁和λ₂的兩路干涉光，每組波長為λ₁和λ₂的兩路干涉光分別在多通道光電探測器(20)中進行光電轉換后輸送到多通道數據采集卡(21)中。

6.根據權利要求3所述的高動態范圍的雙波長分布式光纖振動解調系統，其特征在于：所述光纖光柵對陣列(8)的反射率范圍為-40～-45dB；

所述放大了峰值功率的窄脈沖光信號的脈沖寬度為10-45ns，峰值功率強度30dBm以上。