[实用新型]基于DFB激光器的FBG波长解调仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤传感及特性测试的技术领域。

背景技术

DFB激光器即分布式反馈激光器，将光学参数周期性变化的结构置于激光增益介质中。当激光的波长满足一定条件时，在此结构中传播将产生布拉格反射效应，而布拉格反射效应具有镜反射的效果，从而形成分布反馈。DFB激光器与传统激光器的最大区别是DFB激光器不需要激光腔镜，激光增益介质中集成了激光反馈机制，通过对调谐腔长度的精确控制，即可获得波长可调谐激光器，且DFB激光器输出光功率大、发散角小、光谱极窄、调制速率高。

光纤光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)传感器具有体积小、抗电磁干扰、防腐蚀、传感信息量波长编码、易构成分布式测量系统实现网络化测量等独特优势，广泛应用于各行各业的应力及温度监测。大型电力设备正常运行时的电磁振动和故障状态下的瞬态结构应变、对防爆条件要求苛刻的化工设备故障诊断和石油管道泄露诱导的瞬态应变、弹道测试引起的环境波动等许多特殊场合，利用光纤光栅传感器波长信息变化完全可实现对其动态信号的监测。

在基于FBG传感器进行监测系统中，FBG波长信息解调是关键技术。通过对国内FBG解调仪研发公司销售调查，平均每年销售额在1亿人民币，随着市场需求逐年呈上升趋势。目前在常用的波长信息解调方法中，可调谐滤波法构成的解调系统复杂，精度受法-珀腔的稳定性及压电陶瓷的非线性影响，只适用于静态或准静态测量；干涉法虽然能提高检测灵敏度，但稳定性差，至今未有成品；匹配解调方法灵敏度高，但动态范围窄、易受环境温度影响。近几年，FBG波长解调仪在国内主要研究机构有上海紫珊、北京品傲、上海前所等十几所，研制的动态解调仪大多基于CCD散射法或F-P腔驱动原理，存在价格高20万元左右人民币、体积大、不能后续开发等不利因素。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有可调谐滤波法构成的解调系统复杂，以及现有解调系统激光利用率低的问题，本实用新型提供了一种基于DFB激光器的FBG波长解调仪。

本实用新型的技术方案：

基于DFB激光器的FBG波长解调仪，它包括可调谐DFB光源1、1×2光分路器2、F-P标准具3、1×4光分路器4、5路光放大电路5、数据采集器6、耦合器A13、耦合器B14、耦合器C15、耦合器D16和端口台17，端口台17上设置有RJ45以太网口7、CH1端口8、CH2端口9、CH3端口10、CH4端口11和AC220V端口12；

所述的AC220V端口12用于与外部交流220V供电电源连接，并且所述AC220V端口12同时与可调谐DFB光源1的电源输入端、5路光放大电路5的电源输入端和数据采集器6的电源输入端连接；

可调谐DFB光源1输出光信号至1×2光分路器2的光信号输入端，所述的1×2光分路器2的第一光信号输出端与F-P标准具3的光信号输入端连接，经所述F-P标准具3输出的第一光信号发送至5路光放大电路5的第五个光信号输入端；

1×2光分路器2的第二光信号输出端与1×4光分路器4的光信号输入端连接，

所述的1×4光分路器4的第一个光信号输出端输出的光信号经耦合器A13发送至CH1端口8，所述的CH1端口8输出的光信号经所述的耦合器A13发送至5路光放大电路5的第一个光信号输入端；

1×4光分路器4的第二个光信号输出端输出的光信号经耦合器B14发送至CH2端口9，所述的CH2端口9输出的光信号经所述的耦合器B14发送至5路光放大电路5的第二个光信号输入端；

1×4光分路器4的第三个光信号输出端输出的光信号经耦合器C15发送至CH3端口10，所述的CH3端口10输出的光信号经所述的耦合器C15发送至5路光放大电路5的第三个光信号输入端；

所述的1×4光分路器4的第四个光信号输出端输出的光信号经所述的耦合器D16发送至所述的CH4端口11，所述的CH4端口11输出的光信号经所述的耦合器D16发送至所述的5路光放大电路5的第四个光信号输入端；

所述的5路光放大电路5的电信号输出端与数据采集器6的电信号采集输入端连接，所述的数据采集器6的以太网通信端口与RJ45以太网口7连接。

耦合器A13、耦合器B14、耦合器C15和耦合器D16采用相同耦合器实现。

本实用新型的有益效果：