[发明专利]光纤声波传感器、制造方法和光纤声波传感系统

权利要求书

1.一种光纤声波传感器，其特征在于，包括第一单模光纤、去除包层的单模光热光纤和第二单模光纤；在所述第一单模光纤上刻有第一光纤布拉格光栅，在所述第二单模光纤上刻有第二光纤布拉格光栅；所述第一光纤布拉格光栅与所述第二光纤布拉格光栅形成法布里-珀罗干涉腔；所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的反射峰波长没有落在所述单模光热光纤的吸收带内；

所述第一单模光纤的外壁上对应所述第一光纤布拉格光栅的区域设有第一制冷片；所述第二单模光纤的外壁上对应所述第二光纤布拉格光栅的区域设有第二制冷片；

所述单模光热光纤为掺钴光纤；

所述单模光热光纤的长度小于5毫米；所述单模光热光纤的直径小于或等于8微米。

2.一种光纤声波传感器的制造方法，其特征在于，包括：

提供第一单模光纤、第二单模光纤和第三单模光纤；所述第一单模光纤刻有第一光纤布拉格光栅；所述第二单模光纤刻有第二光纤布拉格光栅；所述第三单模光纤为单模光纤-单模光热光纤-单模光纤的复合结构；所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的反射峰波长没有落在所述单模光热光纤的吸收带内；

将所述第一单模光纤的一端与所述第三单模光纤的一端熔接；

将所述第三单模光纤的另一端与所述第二单模光纤的一端熔接，以使所述第一光纤布拉格光栅与所述第二光纤布拉格光栅形成法布里-珀罗干涉腔；

对所述第三单模光纤上对应单模光热光纤的区域进行腐蚀，以去除所述单模光热光纤的包层。

3.一种光纤声波传感系统，其特征在于，包括：探测光源、可控光源、第一波分复用器、光纤声波传感器、第二波分复用器、光电探测器、光源功率控制单元、低通滤波器、带通滤波器和信号分析单元；

所述光纤声波传感器包括第一单模光纤、去除包层的单模光热光纤和第二单模光纤；在所述第一单模光纤上刻有第一光纤布拉格光栅，在所述第二单模光纤上刻有第二光纤布拉格光栅；所述第一光纤布拉格光栅与所述第二光纤布拉格光栅形成法布里-珀罗干涉腔；所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的反射峰波长没有落在所述单模光热光纤的吸收带内；

所述可控光源的波长落在所述单模光热光纤的吸收带内；

所述探测光源发出的光与所述可控光源发出的光由所述第一波分复用器耦合到所述光纤声波传感器中；

所述探测光源发出的光，经过所述光纤声波传感器进入所述第二波分复用器后，传输至所述第二波分复用器的第一出光口，由所述光电探测器接收；

所述可控光源发出的光经过所述光纤声波传感器后，未被所述单模光热光纤吸收的部分进入所述第二波分复用器后，传输至所述第二波分复用器的第二出光口；

所述光电探测单元用于将接收到的光信号转换为电信号；

所述光源功率控制单元，输出端与所述可控光源的功率控制端连接，用于根据所述光电探测器输出的电信号中的低频信号调节所述可控光源的功率；

所述信号分析单元用于对所述光电探测器输出的电信号进行解调以得到声波信号；

所述第一单模光纤的外壁上对应所述第一光纤布拉格光栅的区域设有第一制冷片；在所述第二单模光纤的外壁上对应所述第二光纤布拉格光栅的区域设有第二制冷片；

所述低通滤波器用于将所述光电探测器输出的电信号中的低频信号输出至所述光源功率控制单元；

所述光源功率控制单元用于根据接收到的低频信号调节所述可控光源的功率；

所述带通滤波器用于将所述光电探测器输出的电信号中的带通信号输出至所述信号分析单元；

所述信号分析单元具体用于对接收到的带通信号进行解调以得到声波信号；

所述单模光热光纤为掺钴光纤。