[发明专利]基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤传感装置，尤其是涉及一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置。

背景技术

“腔环降”是近年来在光学测量领域发展的一种新技术，在微量物质和元素的探测方面显示出了突出的性能。如中国专利申请号为02828070.9《基于光纤的腔环降光谱装置》公开了一种检测气体或液体中微量物质的装置，通过将光信号耦合进入闭合的无源光纤环、并将光纤环的部分暴露于气体或液体样品中，然后检测该闭合的无源光纤内谐振的一部分辐射的衰减情况，来推测出待测的物理量。由于从光纤环内辐射出的光信号衰减时间较短，在1微秒以内，所以需要较高速的仪器，这会导致系统的成本较高。

图2给出了现有的“腔环降”的典型结构图，包括控制处理模块1和与其连接的光源模块2、显示模块11和数据处理模块10，控制处理模块1控制光源模块2发出光信号通过2X2耦合器4耦合进光纤环5内，在光纤环5上安置有用于传感待测物理量的调制器6，2X2耦合器4的输出端接探测器一12，探测器一12接放大器9，放大器9后面接数据处理模块10。图3是在光纤环5上的调制器6未施加待测物理量时、以相同的间隔获取的相对光强序列图，可从原理上知道，只要取样间隔时间相同，则任意相邻两个取样值的差值是固定的；图4是光纤环5上的调制器6已施加待测物理量时、以相同的间隔获取的相对光强序列图，也可以知道只要取样间隔时间相同，则任意相邻两个取样值的差值是固定的、相同的，只是该差值与图3中的相邻两个取样值的差值是不同的，通过获取差值的不同，就可以计算出待测物理量的大小，但目前未见采用该方法的装置。

,发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，通过采用差分放大器，降低了信号的采集难度，降低了系统的成本，精度高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，包括控制处理模块以及与控制处理模块相接的光源模块、显示模块和数据处理模块，所述控制处理模块控制光源模块发出光信号并通过2X2耦合器耦合进光纤环内，所述光纤环上设置有用于传感待测物理量的调制器，其特征在于：所述2X2耦合器的输出端接1X2耦合器，所述1X2耦合器输出的两条光路分别接探测器一和探测器二，其中在所述1X2耦合器与探测器一之间的光路上设置有光延迟模块，所述探测器一和探测器二均与差分放大器相接，所述差分放大器还与数据处理模块相接。

上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于：所述控制处理模块控制光源模块发出的是连续光信号。

上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于：所述控制处理模块控制光源模块发出的是可改变频率的脉冲光信号。

上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于：所述光延迟模块为一段光纤。

上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于：所述1X2耦合器为平面波导型光纤分路器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：原有的“腔环降”测试装置需要在光纤环输出的光信号需要在1微秒内多次重复捕捉数据，其对测试装置要求较高，导致成本的升高，本发明的装置将设置一个延时的差分放大的结构，检测出差分放大后输出的结果，根据该结果的大小的变化，可以计算出光纤环上待测物理量的变化，从而不需要较高的测试速度，降低了对测试装置的要求，且大幅度降低了系统成本。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为现有的“腔环降”典型实施方式的结构示意图。

图3为现有的“腔环降”测试装置在未施加待测物理量时获得的相对光强序列图。

图4为现有的“腔环降”测试装置在已施加待测物理量时获得的相对光强序列图。

附图标记说明:

1—控制处理模块；         2—光源模块；         3—1X2耦合器；

4—2X2耦合器；            5—光纤环；           6—调制器；

7—光延迟模块；           8—差分放大器；       9—放大器；

10—数据处理模块；        11—显示模块；        12—探测器一；

14—探测器二。

具体实施方式