[实用新型]一种基于激光振荡环路的高灵敏度温度传感系统

说明书

本实用新型公开了一种基于激光振荡环路的高灵敏度温度传感系统，其包括激光振荡环路、sagnac环和光谱仪；激光振荡环路通过50:50光纤耦合器与sagnac环相连接。本实用新型采用激光振荡环路，可以让干涉光波中所包含的模式增益显著增高，使信号的3dB带宽变窄、并且增加系统的灵敏度以及分辨率，激光振荡环路中色散补偿光纤可以让系统信号更稳定。采用包含保偏光纤的sagnac环作为传感元件，利用保偏光纤的双折射对温度敏感的特点，通过光谱仪对sagnac环的相位解调实现温度传感，兼具灵敏度高和使用方便的优点。

技术领域

本实用新型涉及温度传感器领域，具体涉及一种基于激光振荡环路的高灵敏度温度传感系统。

背景技术

在人类生产生活中，对温度的监测是至关重要的，随着科技的快速发展，温度传感器的种类越来越多，而传统电类温度传感器由于易受电磁干扰、智能化难度大、不便于网络化等缺陷而逐渐被光纤温度传感器所取代。光纤温度传感器具有重量轻、体积小、耐腐蚀、抗电磁干扰、化学稳定性好、本质安全等特点，适用于强电磁干扰、易燃易爆、强腐蚀性等极端环境的温度监测。如今，光纤温度传感器已广泛应用于医疗诊断、石油化工、电力监测和国防安全等领域。

应用于温度传感的光纤传感器种类比较多，如光纤光栅(FBG)、法布里-珀罗干涉仪(F-P干涉仪)等。FBG温度传感器是目前使用最多的传感器，但由于石英光纤的热光系数较低，因此温度灵敏度较低。基于F-P腔的温度传感器虽原理较简单、体积小、灵敏度高，但是在使用过程中需要将传感元件与普通光纤熔接才能形成解调光路，因此使用比较繁琐。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种基于激光振荡环路的高灵敏度温度传感系统解决了现有光纤温度传感器不能兼顾高灵敏度和使用便捷的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种基于激光振荡环路的高灵敏度温度传感系统，其包括激光振荡环路、sagnac环和光谱仪；激光振荡环路通过50:50光纤耦合器与sagnac环相连接；

sagnac环包括保偏光纤，保偏光纤的两端分别与50:50光纤耦合器相连接，保偏光纤为本系统的传感元件；

激光振荡环路通过30:70光纤耦合器的30％比例输出端与光谱仪相连接，光谱仪的输出为本系统的输出。

进一步地，激光振荡环路包括依次连接的色散补偿光纤、掺铒光纤放大器和偏振控制器，偏振控制器的输出端与30:70光纤耦合器的输入端相连，30:70光纤耦合器的70％比例输出端与隔离器的输入端相连接；隔离器的输出端连接50:50光纤耦合器的输入端，色散补偿光纤的另一端连接50:50光纤耦合器的输出端。

本实用新型的有益效果为：本系统采用激光振荡环路，可以让干涉光波中所包含的模式增益显著增高，使信号的3dB带宽变窄、并且增加系统的灵敏度以及分辨率，激光振荡环路中色散补偿光纤可以让系统信号更稳定。采用包含保偏光纤的sagnac环作为传感元件，利用保偏光纤的双折射对温度敏感的特点，通过光谱仪对sagnac环的相位解调实现温度传感，兼具灵敏度高和使用方便的优点。

附图说明

图1为本系统的结构框图。

其中：1、掺铒光纤放大器；2、偏振控制器；3、30:70光纤耦合器；4、光谱仪；5、隔离器；6、50:50光纤耦合器；7、保偏光纤；8、激光振荡环路；9、sagnac环；10、色散补偿光纤。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。