[发明专利]一种声波测量系统和相位解调方法

权利要求书

1.一种声波测量系统，其特征在于，包括：

激光器，用于产生并输出慢轴传输的原始保偏光信号；

保偏控制器，与所述激光器连接，用于将所述原始保偏光信号转换为同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号；

保偏环行器，与所述保偏控制器连接，用于传输所述保偏光信号；还用于传输第一调制信号和第二调制信号；

保偏光纤声波传感器，与所述保偏环行器连接，用于将原始声波信号调制到所述保偏光信号上得到所述第一调制信号、所述第二调制信号、第三调制信号和第四调制信号，并将所述第一调制信号和所述第二调制信号反射回所述保偏环行器；所述第一调制信号与所述第三调制信号的相位差为π，所述第二调制信号与所述第四调制信号的相位差为π，所述第一调制信号与所述第二调制信号的相位差不等于nπ，n为整数；

第一保偏偏振分束器，与所述保偏环行器连接，用于对所述第一调制信号和所述第二调制信号进行分束；

第二保偏偏振分束器，与所述保偏光纤声波传感器连接，用于对所述第三调制信号和所述第四调制信号进行分束；

探测解调模块，与所述第一保偏偏振分束器和所述第二保偏偏振分束器连接，用于利用相位解调方法解调所述第一调制信号、所述第二调制信号、所述第三调制信号和所述第四调制信号各自对应的数字信号，得到所述原始保偏光信号的相位变化量，再基于预存的所述保偏光纤声波传感器的相位灵敏度将所述相位变化量转化为目标声波信号。

2.如权利要求1所述的声波测量系统，其特征在于，所述保偏光纤声波传感器包括：

声光换能单元，用于将待测声波信号调制到在其中传输的光的相位上；

第一光纤，与所述保偏环行器连接，用于接收所述同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号，还用于传输所述第一调制信号和所述第二调制信号；

第二光纤，与所述第二保偏偏振分束器连接，用于传输所述第三调制信号和所述第四调制信号；

第三光纤，作为迈克尔逊干涉型传感器的参考臂，用于产生恒定的相位；

第四光纤，与所述声光 换能单元连接，与所述声光换能单元组成所述迈克尔逊干涉型传感器的传感臂；

其中，所述参考臂的相位与所述传感臂的相位的相位差即为待测声波信号作用于所述保偏光纤声波传感器产生的相位变化量。

3.如权利要求2所述的声波测量系统，其特征在于，

所述参考臂的慢轴、所述传感臂的慢轴和所述第一光纤的慢轴构成第一干涉仪，所述第一干涉仪产生所述第一调制信号；

所述参考臂的快轴、所述传感臂的快轴和所述第一光纤的快轴构成第二干涉仪，所述第二干涉仪产生所述第二调制信号；

所述参考臂的慢轴、所述传感臂的慢轴和所述第二光纤的慢轴构成第三干涉仪，所述第三干涉仪用于产生所述第三调制信号；

所述参考臂的快轴、所述传感臂的快轴和所述第二光纤的快轴，构成第四干涉仪，所述第四干涉仪用于产生所述第四调制信号。

4.如权利要求2所述的声波测量系统，其特征在于，所述保偏光纤声波传感器为2×2保偏光纤耦合器构成的迈克尔逊干涉型传感器。

5.如权利要求1-4任一项所述的声波测量系统，其特征在于，所述激光器的波长满足λ≠4ΔnΔL/k，

其中，Δn为所述保偏光纤声波传感器中保偏光纤的慢轴折射率和快轴折射率的折射率差，ΔL为所述保偏光纤声波传感器的参考臂的臂长和传感臂的臂长的臂长差，k为非零整数。