[發明專利]基于單光頻梳干涉的光纖時延測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202011145214.X
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112129491B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 王祥傳;劉熙;潘時龍;王立晗;湯曉虎
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01M11/02;H04B10/079
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

1.基于單光頻梳干涉的光纖時延測量方法，其特征在于，將窄線寬激光器輸出的光載波分為兩路，其中一路光載波經由光頻梳調制器調制為光頻梳信號后，送入接有待測光纖的干涉儀，另一路光載波進行移頻處理；將移頻處理后的光載波與干涉儀輸出的光信號耦合后進行光電探測，得到攜帶時延信息的微波信號；將所述微波信號的頻譜信息提取出來，再從中提取出干涉頻譜的自由頻譜范圍，并根據干涉頻譜的自由頻譜范圍解算出待測光纖的時延。

2.如權利要求1所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量方法，其特征在于，通過調節所述光頻梳信號的梳齒間隔來調整時延測量的測量范圍和測量精度。

3.如權利要求1所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量方法，其特征在于，所述根據自由頻譜范圍解算出待測光纖的時延，具體采用下式：

其中，Δτ為待測光纖的時延，τ₀為所述干涉儀兩臂的初始時延差，f_FSR為干涉頻譜的自由頻譜范圍。

4.如權利要求1所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量方法，其特征在于，所述將所述微波信號的頻譜信息提取出來，具體為先用示波器或采集卡采集所述微波信號的時域信息，然后利用快速傅立葉變換將所述時域信息轉換為頻域信息。

5.如權利要求1所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量方法，其特征在于，所述干涉頻譜的自由頻譜范圍，具體為所述微波信號的頻域信息中相鄰波峰或相鄰波谷之間的頻率差。

6.基于單光頻梳干涉的光纖時延測量裝置，其特征在于，包括：

光載波模塊，用于將窄線寬激光器輸出的光載波分為兩路；

光頻梳調制器，用于將其中一路光載波調制為光頻梳信號并送入接有待測光纖的干涉儀；

移頻模塊，用于對另一路光載波進行移頻處理；

光探測器，用于對移頻處理后的光載波與干涉儀輸出的光信號的耦合光信號進行光電探測，得到攜帶時延信息的微波信號；

頻譜提取模塊，用于將所述微波信號的頻譜信息提取出來，再從中提取出干涉頻譜的自由頻譜范圍；

解算模塊，用于根據干涉頻譜的自由頻譜范圍解算出待測光纖的時延。

7.如權利要求6所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量裝置，其特征在于，通過調節所述光頻梳信號的梳齒間隔來調整該測量裝置的測量范圍和測量精度。

8.如權利要求6所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量裝置，其特征在于，解算模塊根據自由頻譜范圍解算出待測光纖的時延，具體采用下式：

其中，Δτ為待測光纖的時延，τ₀為所述干涉儀兩臂的初始時延差，f_FSR為干涉頻譜的自由頻譜范圍。

9.如權利要求6所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量裝置，其特征在于，所述將所述微波信號的頻譜信息提取出來，具體為先用示波器或采集卡采集所述微波信號的時域信息，然后利用快速傅立葉變換將所述時域信息轉換為頻域信息。

10.如權利要求6所述基于單光頻梳干涉的光纖時延測量裝置，其特征在于，所述干涉頻譜的自由頻譜范圍，具體為所述微波信號的頻域信息中相鄰波峰或相鄰波谷之間的頻率差。