[发明专利]超大容量时分波分光纤光栅传感系统及其查询方法

权利要求书

1.一种超大容量时分波分光纤光栅传感系统，其特征在于：所述的传感系统由宽带光源（1）、调制模块（2）、环形器（3）、布拉格光纤光栅传感阵列（4）、取样模块（5）、波长解调仪（6）和数据处理计算机（7）组成；宽带光源（1）提供宽谱的连续光功率信号；宽带光源（1）连接调制模块（2），调制模块（2）输出的光信号通过环形器（3）耦合进布拉格光纤光栅传感阵列(4)；环形器（3）的另一个端口接取样模块(5)；取样模块（5）连接波长解调仪（6），波长解调仪（6）用导线与数据处理计算机（7）连接；

其中，所述的调制模块由第一SOA高速光电开关（8）和信号发生器（9）构成，对光源信号进行调制并放大，调制输出的光脉冲宽度小于20ns；

所述的取样模块由第二SOA高速光电开光（10）和信号发生器（9）构成，以ns级开关速度对反射回来的光脉冲在时域内进行选择，并对允许通过的光信号进行放大；

所述的布拉格光纤光栅传感阵列(4)由多个低反射率的光纤光栅构成，其中心波长相同或者不同。

2.根据权利要求书1所述的超大容量时分波分光纤光栅传感系统，其特征在于：信号发生器（9）的两个输出端口分别与第一SOA高速光电开光（8）、第二SOA高速光电开光（10）连接；信号发生器（9）的控制端口和数据处理计算机（7）之间用导线连接。

3.根据权利要求1或2所述的超大容量时分波分光纤光栅传感系统的查询方法，其特征在于：信号发生器（9）产生两路耦合的脉冲信号，第一路输出给第一SOA高速光电开关（8），第二路输出给第二SOA高速光电开关（10），通过调节第二路脉冲信号对第一路脉冲信号的相位差，使取样模块分段采集光纤上不同位置的光强反射信号。

4.根据权利要求3所述的超大容量时分波分光纤光栅传感系统的查询方法，其特征在于：通过调节第二路脉冲信号高电平的宽度，控制第二SOA高速光电开关打开的时间，调节取样模块采集光纤上反射区域的长度。

5.根据权利要求3所述的超大容量时分波分光纤光栅传感系统的查询方法，其特征在于：通过在光纤的不同位置布置全同光栅构建时分光纤光栅传感系统；通过在光纤的不同位置分组布置不同反射波长的光栅构建时分波分光纤光栅传感系统，扩大传感系统容量。

6.根据权利要求3所述的超大容量时分波分光纤光栅传感系统的查询方法，其特征在于：通过调节第一SOA高速光电开关（8）或第二SOA高速光电开关（10）的开关增益，减小对光纤光栅反射率的要求，增加光纤光栅传感阵列的个数，扩大传感系统的容量。

7.根据权利要求3所述的超大容量时分波分光纤光栅传感系统的查询方法，其特征在于：系统根据预扫描获得光栅对应的相位信息，跳过无光栅区域，直接快速查询对应光栅，获取各个光栅的反射信号，波长解调仪（6）对取样信号进行波长解调，检测对应光栅的波长偏移量，实现快速测量。