[发明专利]基于延迟调相啁啾脉冲对的光纤振动传感器

摘要

一种基于延迟调相啁啾脉冲对的高性能光纤振动传感器，包括窄线宽激光器、第一光纤耦合器、电光调制器、声光调制器、光学放大器、第二光纤耦合器、延迟光纤、光纤伸缩器、第一法拉第旋转镜、第二法拉第旋转镜、环形器、待测光纤、第三光纤耦合器、第一偏振控制器、第四光纤耦合器、第二偏振控制器、第五光纤耦合器、第六光纤耦合器、第一双平衡探测器、第二双平衡探测器、第一模数转换器、第二模数转换器、第一数字信号处理单元、第二数字信号处理单元和任意波形发生器。本发明可以解决传统基于时域反射计的传感系统中空间分辨率与传感距离之间的矛盾关系，并能够解决干涉传感系统中的干涉衰落问题，可同时实现长传感距离、高空间分辨率和高信噪比等指标。

主权项

1.一种基于延迟调相啁啾脉冲对的光纤振动传感器，其特征在于，包括窄线宽激光器(1)、第一光纤耦合器(2)、电光调制器(3)、声光调制器(4)、光学放大器(5)、第二光纤耦合器(6)、延迟光纤(7)、光纤伸缩器(8)、第一法拉第旋转镜(9)、第二法拉第旋转镜(10)、环形器(11)、第三光纤耦合器(13)、第一偏振控制器(14)、第四光纤耦合器(15)、第二偏振控制器(16)、第五光纤耦合器(17)、第六光纤耦合器(18)、第一双平衡探测器(19)、第二双平衡探测器(20)、第一模数转换器(21)、第二模数转换器(22)、第一数字信号处理单元(23)、第二数字信号处理单元(24)和任意波形发生器(25)；所述的窄线宽激光器(1)的输出端口与所述的第一光纤耦合器(2)的输入端口相连，该第一光纤耦合器(2)的第一输出端口与所述的电光调制器(3)光信号输入端口相连，该第一光纤耦合器(2)的第二输出端口与所述的第四光纤耦合器(15)的输入端口相连，所述的电光调制器(3)的光信号输出端口与所述的声光调制器(4)的光信号输入端口相连，该声光调制器(4)的光信号输出端口与所述的光学放大器(5)的输入端口相连，该光学放大器(5)的输出端口与所述的第二光纤耦合器(6)的第一端口相连，该第二光纤耦合器(6)的第三端口与所述的延迟光纤(7)的第一端口相连，该延迟光纤(7)的第二端口与光纤伸缩器(8)的光学输入端口相连，该光纤伸缩器(8)的光学输出端口与所述的第一法拉第旋转镜(9)相连，所述的第二光纤耦合器(6)的第四端口与所述的第二法拉第旋转镜(10)相连，所述的第二光纤耦合器(6)的第二端口与所述的环形器(11)第一光学端口相连，该环形器(11)的第二光学端口与待测光纤(12)相连，所述的环形器(11)的第三光学端口与所述的第三光纤耦合器(13)的光学输入端口相连，该第三光纤耦合器(13)的第一输出端口与所述的第一偏振控制器(14)的输入端口相连，该第一偏振控制器(14)的输出端口与所述的第六光纤耦合器(18)的第一输入端口相连，所述的第三光纤耦合器(13)的第二输出端口与所述的第五光纤耦合器(17)的第一输入端口相连，所述的第四光纤耦合器(15)的第一输出端口与所述的第六光纤耦合器(18)的第二输入端口相连，所述的第四光纤耦合器(15)的第二输出端口与所述的第二偏振控制器(16)的输入端口相连，该第二偏振控制器(16)的输出端口与所述的第五光纤耦合器(17)的第二输入端口相连，该第五光纤耦合器(17)的两个输出端口分别与所述的第一双平衡探测器(19)的两个输入端口相连，所述的第六光纤耦合器(18)的两个输出端口分别与所述的第二双平衡探测器(20)的两个输入端口相连，该第二双平衡探测器(20)的输出端口与所述的第二模数转换器(22)的输入端口相连，该第二模数转换器(22)的输出端口与所述的第二数字信号处理单元(24)的数据输入端口相连，所述的第一双平衡探测器(19)的输出端口与所述的第一模数转换器(21)的输入端口相连，该第一模数转换器(21)的输出端口与所述的第一数字信号处理单元(23)的数据输入端口相连，所述的任意波形发生器(25)产生的扫频信号(a)输入到所述的电光调制器(3)的电学输入端口，所述的任意波形发生器(25)产生的脉冲信号(c)输入到所述的声光调制器(4)的模式控制输入端口，所述的任意波形发生器(25)产生阶跃电压信号(b)与所述的光纤伸缩器(8)的电学控制信号输入端口相连。