[发明专利]一种多纵模光纤激光器传感复用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感系统，尤其是一种多纵模光纤激光器传感复用系统。

背景技术

基于光纤的传感器因其具有体积小、抗电磁干扰、高灵敏度和易于复用等优点而获得了长足的发展。通常复用的光纤传感器都是基于光纤光栅(FBG)。因为传感量改变的是FBG的波长，所以解调系统需要使用笨重的光学设备或者复杂的方案来探测波长的改变。微波光子技术另开另一解调途径，即把传感量转化成微波解调。相比于光学解调，微波解调法具有简单、紧凑和高分辨率等优点。

微波光子解调法又可以再分成两类。一类可称为被动式，主要是基于微波光子滤波器。一般来说会使用矢量网络分析仪(VNA)来获得这种传感器的频率响应(频响)。但是VNA成本较高而且扫频响的过程比较慢。另一类方案可以称为主动式，主要是基于光纤激光器。光纤激光器输出的激光送入光电探测器(PD)产生电信号。为了产生微波信号就需要光纤激光器至少输出两个模式。文献上报道的光纤激光器传感器产生的两个模式一般来自于偏振模。但是偏振模式不是很稳定。这两个模式还能够来自于两个纵模。通过在激光腔中插入双相移FBG，通过其中两个很窄的通带就可以选出两个纵模。但双相移FBG制作很复杂，而且成本也相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单易于实现的多纵模光纤激光器传感复用系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种多纵模光纤激光器传感复用系统，包括三个波分复用器、一个隔离器、一个耦合器、一个半导体光放大器、一个偏振控制器、一个固定台、一个位移台、一个烤箱、两个衰减器以及两路裸单模光纤；

两个衰减器分别串接在两路裸单模光纤上；一路裸单模光纤设有一段光纤位于烤箱内，另一路裸单模光纤设有相同长度的一段绕卷在两根铜柱上；两根铜柱分别安装在固定台和位移台上；

两路裸单模光纤的一端连接在第一波分复用器的两个分路连接端上，两路裸单模光纤的另一端连接在第二波分复用器的两个分路连接端上；第一波分复用器的合路连接端通过隔离器连接在耦合器上；第二波分复用器的合路连接端依次通过偏振控制器和半导体光放大器后连接在耦合器上；耦合器的耦合输出端连接至第三波分复用器的合路连接端上；第三波分复用器的两个分路连接端用于分别与光电探测器的两个输入端相连。

采用在激光器中插入WDM(波分复用器)对和SOA(半导体光放大器)，同时将传感量加在WDM对之间的光纤上，这样就实现了复用；通过将多波长的输出送入一个解复用器就实现了传感器的解复用，通过光电转换，就将传感量的解调变成电信号的解调，而电信号的解调是很成熟和灵活的。

作为本发明的进一步限定方案，隔离器的导通方向为耦合器至第一波分复用器的合路连接端。采用隔离器实现了耦合器至第一波分复用器的单向运行。

作为本发明的进一步限定方案，第一波分复用器与第二波分复用器的通道隔离度大于30dB。

本发明的有益效果在于：采用在激光器中插入WDM(波分复用器)对和SOA(半导体光放大器)，同时将传感量加在WDM对之间的光纤上，这样就实现了复用；通过将多波长的输出送入一个解复用器就实现了传感器的解复用，通过光电转换，就将传感量的解调变成电信号的解调，而电信号的解调是很成熟和灵活的。

附图说明

图1为本发明的多纵模光纤激光器复用系统示意图；

图2为本发明测得的WDM3之前光谱图；

图3为本发明测得的WDM3的Ch22通道光谱图；

图4为本发明测得的WDM3的Ch23通道光谱图；

图5为本发明测得的9950MHz到10050MHz之间在WDM3之前的频谱；

图6为本发明测得的9950MHz到10050MHz之间在WDM3的Ch22通道频谱；

图7为本发明测得的9950MHz到10050MHz之间在WDM3的Ch23通道频谱；

图8为本发明测得的DC到6000MHz之间在WDM3的Ch22通道频谱；

图9为本发明测得的DC到6000MHz之间在WDM3的Ch23通道频谱；

图10为本发明的Ch22和Ch23中的BFS对加在Ch22上的应变的响应；

图11为本发明的Ch22和Ch23中的BFS对加在CH23上的温度的响应；

图12为本发明的CH22和Ch23中的BFS的稳定性。

具体实施方式