[发明专利]一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统

权利要求书

1.一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统，其特征在于：包括超连续谱光纤激光泵浦模块(1)、光纤随机激光反射镜(2)、长距离单模通信光纤(3)、光纤光栅传感单元(4)和波长解调模块(5)；

所述超连续谱光纤激光泵浦模块(1)用于输出包含1050～1095nm波段的窄带光纤激光和1280～1320nm波段的窄带种子激光，所述光纤激光和种子激光通过光纤随机激光反射镜(2)作用于长距离单模通信光纤(3)；所述光纤随机激光反射镜(2)与长距离单模通信光纤(3)用于组成谐振腔，同时，所述光纤随机激光反射镜(2)用于降低光纤随机激光的阈值，所述长距离单模通信光纤(3)用于产生超连续谱光纤激光，所述超连续谱光纤激光的光谱宽度随传输距离的增加逐步展宽；所述光纤光栅传感单元(4)用于将感知信息调制至超连续谱光纤激光上并将调制后的超连续谱光纤激光传输回波长解调模块(5)；所述波长解调模块(5)用于接收调制后的超连续谱光纤激光并解调；

所述超连续谱光纤激光泵浦模块(1)包括980nm泵浦激光器(6)、光纤合束器(7)、光纤强反射镜(8)、稀土掺杂光纤(9)和光纤弱反射镜(10)；

所述980nm泵浦激光器(6)用于输出980nm泵浦光；所述光纤合束器(7)用于连接980nm泵浦激光器(6)和光纤强反射镜(8)；所述光纤强反射镜(8)和光纤弱反射镜(10)用于组成谐振腔，所述稀土掺杂光纤(9)用于为激发激光提供增益介质，所述光纤强反射镜(8)、稀土掺杂光纤(9)和光纤弱反射镜(10)用于将980nm泵浦光跃迁激发为1050～1095nm波段的窄带光纤激光和1280～1320nm波段的窄带种子激光。

2.根据权利要求1所述的一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统，其特征在于：所述980nm泵浦激光器(6)的输出端口与光纤合束器(7)的泵浦端口连接，所述光纤合束器(7)的输出端口与光纤强反射镜(8)输入端口相连，所述光纤强反射镜(8)的输出端口与稀土掺杂光纤(9)的输入端口相连，所述稀土掺杂光纤(9)的输出端口与光纤弱反射镜(10)的输入端口相连；

所述光纤弱反射镜(10)的输出端口与光纤随机激光反射镜(2)的输入端口相连，所述光纤随机激光反射镜(2)的输出端口与长距离单模通信光纤(3)的输入端口相连；所述长距离单模通信光纤(3)中安装光纤光栅传感单元(4)；所述波长解调模块(5)的输入端口与光纤合束器(7)的信号端口相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统，其特征在于：所述光纤强反射镜(8)包括工作中心波长为1050～1095nm和1280～1320nm的强反射光纤光栅，所述强反射光纤光栅为反射率大于80％的光纤光栅；光纤弱反射镜(10)采用工作中心波长为1050～1095nm和1280～1320nm弱反射光纤光栅，所述弱反射光纤光栅为反射率小于30％的光纤光栅。

4.根据权利要求3所述的一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统，其特征在于：所述稀土掺杂光纤(9)包括掺镱光纤和掺镨光纤，所述掺镱光纤的长度长于掺镨光纤。

5.根据权利要求3所述的一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统，其特征在于：所述稀土掺杂光纤(9)包括镱镨共掺光纤，所述镱镨共掺光纤中镱离子浓度高于谱离子。

6.根据权利要求4或5所述的一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统，其特征在于：所述光纤随机激光反射镜(2)，包括中心波长为1100～1130nm、1160～1180nm和1220～1240nm的三个强反射光纤光栅，所述强反射光纤光栅为反射率大于80％的光纤光栅。

7.根据权利要求6所述的一种基于超连续谱光纤的长距离传感系统，其特征在于：所述光纤光栅传感单元(4)包括不同中心波长的光纤光栅。