[发明专利]一种基于光电振荡的多普勒测速系统

说明书

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种基于光电振荡的高精度多普勒测速系统。一种基于光电振荡的多普勒测速系统，所述光路部分包括激光器、耦合器一、偏振控制器、环形器、光纤透镜耦合器、强度调制器、第一掺饵光纤耦合器、第二掺饵光纤耦合器、耦合器二，所述的电路部分包括光电探测器、功分器、频谱仪、电脑处理器，经过耦合器二合成的光信号输出并进入光电探测器，所述的光电探测器将带有速度信息的光信号转变为微波信号，微波信号进入功分器并通过功分器将微波信号作为测试信号输入到频谱仪中，频谱仪将信号上传至电脑处理器，电脑处理器通过数据处理，实现待测数据的计算、存储、显示。本系统结构紧凑简单、稳定可靠。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种基于光电振荡的高精度多普勒测速系统。

背景技术

对于固体、流体的速度的测量，可以通过多种方式来实现，多普勒频移的测量方式是非接触式测量的较优方式，广泛应用在流体测量、航空航天等诸多领域，更高精度的速度测量无论是在军事还是民用领域都具有广阔的应用前景。由于之前的多普勒速度测量有依赖反射镜和棱镜等空间光信号处理实现物理量的测量的，但是使用了空间光路结构，稳定较差，同时结构复杂，往往设备比较笨重；也有基于全光纤的光频率调制多普勒测速结构，虽然存在结构上的创新，但是系统的稳定性、重复性、精度等实用性能并不好。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题提供一种基于光电振荡的多普勒测速系统，该系统基于高性能激光源，具有较高的性能指标，可以实现高精度的实时参量测量。

本发明提供的技术方案是：

一种基于光电振荡的多普勒测速系统，包括光路部分和电路部分，所述光路部分包括激光器、耦合器一、偏振控制器、环形器、光纤透镜耦合器、强度调制器、第一掺铒光纤耦合器、第二掺铒光纤耦合器、耦合器二；

所述的激光器输出偏振光进入耦合器一中，经过耦合器一将光信号分为两路，其中一路光信号通过第一端口进入环形器，经过环形器的第二端口连接光纤透镜耦合器用于测试待测物体的速度，在获得返回光信号后从环形器(4)的第三端口输出后进入到第一掺铒光纤中进行放大，经放大的光信号输出进入耦合器二中；第二路光信号则由偏振控制器进入强度调制器中，输出的光信号经第二掺铒光纤放大器放大输出之后进入耦合器二中；两路光信号经过耦合器二合成的光信号输出并进入电路部分；

所述的电路部分包括光电探测器、功分器、频谱仪、电脑处理器，经过耦合器二合成的光信号输出并进入光电探测器，所述的光电探测器将带有速度信息的光信号转变为微波信号，微波信号进入功分器并通过功分器将微波信号均分为两路，一路返回输入到强度调制器的微波输入端口，另一路作为测试信号输入到频谱仪中，频谱仪将信号上传至电脑处理器，电脑处理器通过数据处理，实现待测数据的计算、存储、显示。

具体的，所述的耦合器一的分光比为80比20，所述耦合器一的80％的分端口与环形器的第一端口连接，耦合器一的20％的分端口与偏振控制器的输入端口相连接。

优选的，所述激光器为光纤激光器或者是半导体激光器。

具体的，所述耦合器二的分光比为50比50。

具体的，所述的强度调制器是铌酸锂(LiNbO3)材质的光电调制器，其工作波长与激光器的波长相匹配。

具体的，所述功分器的分光比为50比50，分端口一通过高频电缆连接到强度调制器的微波调制输入端口，功分器的分端口二通过高频电缆连接到频谱仪上。

本发明具体原理如下所述

一束E_in(t)的激光输入进强度调制器中，其中光信号可表示如下

E_in1(t)＝E₀exp(jω_ct) (1)