[发明专利]融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤光缆测试及光纤传感技术领域，具体涉及融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列系统。

背景技术

波分复用无源光网络(WDM-PON)是一种点到多点的技术，其在远程结点处具有波长选择性的无源器件，被认为是有前途宽带接入网技术。波长可调谐光时域反射计对于WDM-PON光纤链路的故障检测是一种非常有效的方式，从WDM-PON系统光线路终端接入，它发射对应相应信道波长的探测脉冲耦合到馈线光纤中，经阵列波导光栅向下行链路传输，在光纤中传输时所产生的背向瑞利散射和菲涅尔反射被光电探测器所检测，可实时从其探测器获得的功率距离的曲线中获取光纤链路故障与损耗信息，具有多波长测试、测试速度快、故障定位准确的特点。

光纤环形腔衰荡技术结合光纤传感和腔衰荡技术，其由耦合器、光纤和传感元件组成光纤环路，光在光纤环路中循环，光路中的损耗使得输出的光强形成指数衰减的曲线，通过对衰减时间的测量而间接测量所要传感的物理量。光纤环形腔衰荡技术一方面具有抗电磁干扰、耐腐蚀，系统易实现小型化，易于组件传感网络的特点，另一方面具有高灵敏微量变化测量的特点，被广泛用于气体、压强、温度、应变等物理量的测量上。

基于目前多传感物理量、多位置物理量实时测量的需求，本发明的系统融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列，实现低成本、结构简单的传感网络化测量系统。

发明内容

本专利的目的是提供一种融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列系统，具有成本低、结构简单，适用于传感器网络化的系统。

本发明提供一种融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列系统，包括：

一可调谐激光器；

一电光调制器，其输入端与可调谐激光器的输出端连接；

一环行器，其端口1与电光调制器的输出端连接；

一阵列波导光栅，其输入端与环行器的端口2连接；

N×M个光纤衰荡腔传感器，其包括多个输出端，每一输出端通过光纤串接有多个光纤耦合器，每一光纤耦合器通过光纤并联有一传感元件；

一光电探测器，其输入端与环行器的端口3连接；

一数字采集及信号处理模块，其输入端与光电探测器输出端连接；

一计算机，其输入端与数字采集及信号处理模块的输出端连接。

本专利与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本专利融合波长可调谐光时域反射计和光纤衰荡腔传感阵列，使系统具有两用性，既可以用作WDM链路光纤测试，又可以作为高灵敏度多物理量的测量。

(2)实际应用中，结合波长可调谐光时域反射计和WDM测试结构构成传感网络，且可以省去传感器的多个光源和光电探测器，成本较低。，

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施为例，并参照附图，对本发明进一步详细说明，其中：

图1是本专利提出的融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列的系统的示意图。

具体实施方式

请参照图1所示，本发明提供一种融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列系统，包括：

一可调谐激光器1，所述可调谐激光器1为分布式布拉格反射光栅可调谐激光器，其波长范围为1528nm-1565nm，波长间隔为0.8nm；

一电光调制器2，其输入端与可调谐激光器1的输出端连接，所述电光调制器2的调制速率为40GHz，工作波长为1550nm的铌酸锂强度调制器；

一环行器3，其端口1与电光调制器2的输出端连接；

一阵列波导光栅4，其输入端与环行器3的端口2连接，所述阵列波导光栅4为32通道模块，通道间距100GHz；

N×M个光纤衰荡腔传感器5，其包括多个输出端，每一输出端通过光纤串接有多个光纤耦合器51，每一光纤耦合器51通过光纤并联有一传感元件52，所述光纤耦合器51的分光比为99∶1；

一光电探测器6，其输入端与环行器3的端口3连接，所述光电探测器6为直流耦合、带宽200M的高增益的雪崩探测器；

一数字采集及信号处理模块7，其输入端与光电探测器6输出端连接；

一计算机8，其输入端与数字采集及信号处理模块7的输出端连接。