[实用新型]光纤和光纤光栅实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤通讯和光纤传感技术。特别是涉及一种能够通过实验掌握光纤和光纤光栅的基本特性，光纤和光纤光栅传感器的基本结构，光纤和光纤光栅传感器的基本原理，光纤和光纤光栅传感测量的基本方法和原理的光纤和光纤光栅实验仪。

背景技术

纤维光学技术是20世纪最重要的科技进步之一，特别是现代光纤通讯、光纤和光纤光栅传感。光纤通讯、光纤和光纤光栅传感器是近几年高速发展的新型技术，光纤通信的特点是信息容量大，传输距离长，抗电磁干扰能力强。光纤和光纤光栅传感器可集信息的传感与传输于一体，与传统的传感器相比它具有很多优势：如防爆，抗电磁干扰，抗腐蚀，抗震动，耐高温，体积小，重量轻，灵活方便，特别能在恶劣环境下使用。分布式光纤传感器除了以上的优点外，它能够测量传感光纤所在的任何一点的信号。目前市场广泛应用的有光时域反射仪(OTDR)、光频域反射仪(OFDR)和各种干涉仪，例如M-Z干涉仪等。分布式光纤传感器属于强度检测，它们共同存在的问题是易受光源起伏、光纤弯曲、器件老化等影响它们的测量精度和可靠性。而且，每一种实验涉及一个仪器，使用也不方便。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够进行多种光纤和光纤光栅实验的光纤和光纤光栅实验仪。

本实用新型所采用的技术方案是：一种光纤和光纤光栅实验仪，包括有光纤和光纤光栅实验仪主机、光学干涉实验仪和光学实验仪，三者通过光纤传输线相互连接，其中，光纤和光纤光栅实验仪主机内设置有：与电源相连接的激光器，接收激光器发出的光源的1×2耦合器，分别接收1×2耦合器的两路输出光的宽带光源装置和光放大器，经宽带光源装置输出的宽带光源到宽带光源输出的跳线连接头构成供实验用的宽带光源；具有双功能的光纤光栅传感器输出的窄带信号通过1×2耦合器和2×2耦合器及跳线连接头输入给光放大器，宽带光源和窄带信号共同经光放大器被放大后构成放大输出经跳线连接头输出，从而形成放大器实验；还设置有可调光纤光栅，当可调光纤光栅的波长与光纤光栅传感器的波长相等时，其光经2×2耦合器、光电二极管及功率放大器构成增益输出至跳线连接头，从而形成增益实验。

所述的光纤和光纤光栅实验仪主机内还设置有：用于显示光强的输出功率的结构，包括有接收宽带光源信号的跳线连接头，接收经跳线连接头输入的宽带光源光信号的功率计，显示其功率的功率显示器；

在光纤和光纤光栅实验仪主机内，当光纤光栅传感器的信号沿1×2耦合器、2×2耦合器可调光纤光栅传输时，构成线性滤波实验，其滤波信号经跳线连接头输出；

所述的光纤和光纤光栅实验仪主机内，将光纤光栅传感器换成长周期光纤光栅，并沿着：宽带光源信号经跳线连接头通过1×2耦合器到长周期光纤光栅，又反射到1×2耦合器，通过2×2耦合器到可调光纤光栅，经跳线连接头输出，完成长周期光纤光栅图谱实验，并通过可调光纤光栅的选择描绘出光纤光栅的反射谱和透射谱。

所述的光纤和光纤光栅实验仪主机内，还设置有激光实验结构，包括有与宽带光源信号通过1×2耦合器、2×2耦合器到光纤光栅，再反射到2×2耦合器，又经1×2耦合器、2×2耦合器至激光输出跳线连接头。

所述的光纤和光纤光栅实验仪主机的面板上设置有：与主机内信号输出的跳线连接头相连的信号输出接口；与主机内增益输出跳线连接头相连的增益输出接口；与主机内放大输出跳线连接头相连的放大输出接口；与主机内滤波输出跳线连接头相连的滤波输出接口；与光学实验仪面板上的温度传感器输出接口相连的信号输入接口；与主机内激光输出跳线连接头相连的激光输出接口；与主机内接收光信号的跳线连接头相连的光强输入接口；与主机内的宽带光源输出的跳线连接头相连的宽带输出接口和宽带输入接口；与光学干涉实验仪和光学实验仪的传感输出接口相连的传感输入接口；显示屏；功率计选择纽；电压和功率选择纽中的一种；电压和电流选择纽中的一种；波长调谐旋纽；功率调谐旋纽；

所述的光学干涉实验仪内设置有用于作光纤干涉实验的光纤M-Z干涉实验结构和光纤迈克尔逊干涉实验结构；光学干涉实验仪的面板上设置有：接收光纤和光纤光栅实验仪主机宽带光源光信号的宽带输入接口和宽带输入接口；输出实验信号的温度传感输出接口和应变传感输出接口；开关；显示屏；应变调谐旋钮和温度调谐旋钮。