[发明专利]基于少模光纤的振动传感系统

权利要求书

1.一种基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，包括：

信号发生模块，用于发送脉冲激光信号；

信号调制模块，与所述信号发生模块连接，用于将脉冲激光信号调制为探测光信号；

第一降噪模块，与所述信号调制模块和少模光纤连接，用于将所述探测光信号耦合至所述少模光纤激发不同的光纤模式；还用于根据所述少模光纤反馈的检测光信号分时输出所述光纤模式的基模和高阶模；

信号接收模块，与第一降噪模块连接，用于对所述基模和所述高阶模的检测光信号进行降噪处理；

信号处理模块，与所述信号接收模块连接，用于对所述基模的检测光信号和所述高阶模的检测光信号分别进行解调计算，并将所述基模的检测光信号计算结果与所述高阶模的检测光信号计算结果平均计算获得振动传感信息。

2.根据权利要求1所述的基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，所述第一降噪模块包括第一环形器、模式复用器和光开关；

所述第一环形器的第一光口与所述信号调制模块的输出端连接，所述第一环形器的第二光口与所述模式复用器的第一端连接，所述第一环形器的第三光口与所述光开关的第一端连接，所述模式复用器的第二端与所述少模光纤连接，所述模式复用器的第三端与所述光开关的第二端连接，所述光开关的第三端与所述信号接收模块连接；所述第一环形器用于将所述探测光信号耦合至所述模式复用器，并通过所述模式复用器接收反馈的高阶模后，由所述第三光口输出至所述光开关；所述模式复用器用于将探测光信号耦合至所述少模光纤激发不同的光纤模式，并将所述少模光纤反馈的检测光信号模式解复用为基模和高阶模；所述光开关用于分时输出基模和高阶模。

3.根据权利要求2所述的基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，第一降噪模块还包括耦合器；

所述耦合器输入端与所述信号调制模块的输出端连接；所述耦合器的第一输出端与所述第一环形器的第一光口连接；所述耦合器用于将探测光信号耦合为两路光信号输出。

4.根据权利要求2所述的基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，还包括第二降噪单元；

所述信号发生模块通过所述第二降噪单元与所述信号调制模块连接；所述第二降噪单元用于降低所述脉冲激光信号传输噪声。

5.根据权利要求4所述的基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，所述第二降噪单元包括：第一放大器、第一反射式布拉格光栅和第二环形器；

所述第一放大器用于将脉冲激光信号的光功率放大；

所述第二环形器的第一光口与所述第一放大器连接，所述第二环形器的第二光口与所述第一反射式布拉格光栅连接，所述第二环形器的第三光口与所述信号调制模块输入端连接；所述第一反射式布拉格光栅用于反射预设波长的所述脉冲激光信号；所述第二环形器用于将所述脉冲激光信号耦合至所述信号调制模块。

6.根据权利要求2所述的基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，还包括第三降噪单元；

所述第一降噪模块通过所述第三降噪单元与所述信号接收模块连接；所述第三降噪单元用于降低所述检测光信号的传输噪声。

7.根据权利要求6所述的基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，所述第三降噪单元包括：第二放大器、第二反射式布拉格光栅和第三环形器；

所述第三环形器的第一光口与所述第二放大器连接，所述第三环形器的第二光口与所述第二反射式布拉格光栅连接，所述第三环形器的第三光口作为所述第三降噪单元的输出端与所述信号接收模块连接；所述第二反射式布拉格光栅用于反射预设波长的所述检测光信号；所述第三环形器用于将所述检测光信号耦合至所述信号接收模块。

8.根据权利要求7所述的基于少模光纤的振动传感系统，其特征在于，所述信号接收模块包括：声光调制器和非平衡马赫泽恩德干涉仪；

所述声光调制器与所述第三环形器的第三光口连接，所述声光调制器用于调制所述检测光信号的频率；

所述非平衡马赫泽恩德干涉仪与所述信号处理模块连接，所述非平衡马赫泽恩德干涉仪用于提高所述检测光信号的波分精度。