[发明专利]使用推挽双波长法布里-珀罗传感器的光纤声传感器系统和方法

权利要求书

1.一种光纤传感器系统(37)，包括：

产生波长为λ_A的光信号的第一相干光信号源(46)，

安排成接收所述波长为λ_A的光信号的第一光纤(50)，

产生波长为λ_B的光信号的第二相干光信号源(48)，

安排成接收所述波长为λ_B的光信号的第二光纤(52)，

安排成分别从所述第一和第二光纤(50、52)接收λ_A和λ_B的所述光信号的输入波分多路复用器(54)；

安排成从所述输入波分多路复用器(54)接收波长为λ_A和λ_B两者的光信号的信号传输光纤(62)；

耦合到所述信号传输光纤(56)且安排成从所述光纤接收波长为λ_A和λ_B的光信号的双波长法布里-珀罗干涉仪传感器(1-4)阵列(39)，所述双波长法布里-珀罗干涉仪传感器(1-4)阵列(39)安排成响应于入射到所述双波长法布里-珀罗干涉仪传感器(1-4)阵列(39)的声压波来产生干涉仪输出信号，所述法布里-珀罗干涉仪传感器(1-4)形成为具有响应于所述声压波中的压力变化以推挽模式操作的信号输出；

耦合到所述信号传输光纤(62)以响应于所述干涉仪输出信号产生电信号的检测器阵列(73)；以及

用于处理来自所述检测器阵列的所述电信号以指示来自所述声压波的压力的信号处理器(76)。

2.如权利要求1所述的光纤传感器系统(37)，其特征在于，还包括安排成控制光信号通过所述信号传输光纤(62)的传输的光通断开关(58)。

3.如权利要求2所述的光纤传感器系统(37)，其特征在于，所述双波长法布里-珀罗干涉仪传感器阵列(39)包括：

连接到光开关(58)的时分多路复用体系结构(45)，其中多个光耦合器(C1-C3)将相应的多个双波长法布里-珀罗干涉仪传感器(1-4)耦合到所述信号传输光纤(62)；以及

输出波分多路复用器(66)，其安排成将从所述多个法布里-珀罗干涉仪传感器输出的光信号分成具有λ_A波长的第一输出信号和具有λ_B波长的第二输出信号。

4.如权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于，还包括：

多个双波长法布里-珀罗干涉仪传感器(1-4)的扇出体系结构(47)，其耦合到所述输入波分多路复用器(54)以从所述输入波分多路复用器(54)接收波长为λ_A和λ_B的光信号；以及

光电检测器阵列(100)，其耦合到扇出体系结构(47)以使其中的每个双波长法布里-珀罗干涉仪传感器(1-4)具有一输出，所述输出耦合到安排成检测波长为λ_A的信号的第一相应光电检测器(A)以及耦合到安排成检测波长为λ_B的信号的第二相应光电检测器(B)。

5.如权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于，包括法布里-珀罗干涉仪传感器(103)，法布里-珀罗干涉仪传感器(103)形成为包括单模光纤(22)、装在所述单模光纤(22)的端部(28)以延伸超出所述端部(28)距离W_间隙的插芯(28)、装在所述插芯(28)之上用于形成被包围腔(32)的隔膜(34)，所述隔膜(34)安排成接收声压波，所述隔膜(34)可相对于所述单模光纤(22)的所述端部移动以便于响应于所述声压波中的压力变化来调制所述隔膜(34)和所述单模光纤(22)的端部(38)之间的距离，在所述被包围腔(32)中存在流体；以及具有多模芯(105)的端部(107)的多模光纤(104)，所述多模芯(105)安排成使在所述单模光纤(22)中传播的波长为λ_A和λ_B的光信号在所述腔(32)中遭遇多重反射且产生发散光束，所述发散光束包括穿过所述隔膜(34)传播且射入所述多模芯(105)的所述端部(107)的波长为λ_A和λ_B的干涉信号。