[发明专利]基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统

权利要求书

1.一种基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，该系统包括窄线宽可调谐激光器(1)、第一隔离器(21)、1550nm光纤耦合器(3)、第一合束器(41)、第二合束器(42)、980nm泵浦源(10)、980nm光纤耦合器(9)、第一波分复用器(61)、第二波分复用器(62)、传感光纤激光器(7)、参考光纤激光器(8)、第二隔离器(22)、第三隔离器(23)、第一偏振控制器(51)、第二偏振控制器(52)、第一探测器(111)、第二探测器(112)、采集卡(12)、解调算法单元(13)和控制处理器(14)，其中：

窄线宽可调谐激光器(1)发出的激光依次通过第一隔离器(21)、1550nm光纤耦合器(3)被一分为二，分别进入第一光纤合束器(41)、第二光纤合束器(42)；

同时，980nm泵浦源(10)发出的激光通过一个980nm光纤耦合器被一分为二，分别进入第一波分复用器(61)、第二波分复用器(62)，进入第一波分复用器(61)的光再进入传感光纤激光器(7)，进入第二波分复用器(62)的光再进入参考光纤激光器(8)，使得传感光纤激光器(7)和参考光纤激光器(8)分别激射出1550nm的激光；

传感光纤激光器(7)激射出1550nm的激光依次通过第二隔离器(22)、第一偏振控制器(51)进入第一光纤合束器(41)，这样，窄线宽可调谐激光器(1)的激光与传感光纤激光器(7)激射的激光在第一光纤合束器(41)中汇合，并进入第一探测器(111)进行拍频，并转换成拍频电压信号；

参考光纤激光器(8)激射出来的1550nm的激光依次通过第三隔离器(23)、第二偏振控制器(52)进入第二光纤合束器(42)，这样，窄线宽可调谐激光器(1)的激光与参考光纤激光器(8)激射的激光在第二光纤合束器(42)中汇合，并进入第二探测器(112)进行拍频，并转换成拍频电压信号；

采集卡(12)采集这两组光的拍频信号，实现两组拍频电压信号的数据采集；拍频电压信号再通过解调算法单元(13)实现传感器光纤激光器 (7)的应变传感和温度补偿。

2.根据权利要求1所述的基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，所述窄线宽可调谐激光器(1)用于产生窄线宽可调谐激光，并同时与传感用光纤激光器(7)、参考用光纤激光器(8)进行拍频，用于实际的应变传感解调。

3.根据权利要求2所述的基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，所述窄线宽可调谐激光器(1)的输出激光，与传感用光纤激光器(7)、参考用光纤激光器(8)的反射激光具有相近的线宽。

4.根据权利要求1所述的基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，

所述传感用光纤激光器(7)用于感受外界应变作用，应变信号的大小直接反映了传感用光纤激光器(7)反射激光波长的变化量；

所述参考用光纤激光器(8)，用于实现温度、以及窄线宽激光光源频率漂移的补偿。

5.根据权利要求4所述的基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，所述传感用光纤激光器(7)、参考用光纤激光器(8)均是分布反馈式(DFB)有源光纤光栅或分布反射式(DBR)有源光纤光栅。

6.根据权利要求1所述的基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，所述窄线宽可调谐激光器(1)的中心波长通过控制处理器(14)实现按照特定的规律变化，该特定的规律是三角波规律、锯齿波规律或正弦波规律，进而能够通过解调算法单元(13)计算两组拍频信号的延时、均值差或峰值差实现应变解调。

7.根据权利要求1所述的基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，所述第一探测器(111)、第二探测器(112)和采集卡(12)的带宽大于窄线宽可调谐激光器(1)与传感用光纤激光器(7)、参考用光纤激光器(8)的波长差或频率差。

8.根据权利要求1所述的基于参考光纤激光器的高精度静态应变拍频解调系统，其特征在于，所述解调算法单元(13)通过对比窄线宽可调 谐激光器(1)与传感用光纤激光器(7)、参考用光纤激光器(8)的拍频频率变化规律来实现外界应变信号的解调。