[发明专利]基于光纤光弹效应的大区域声音监听系统

权利要求书

1.一种基于光纤光弹效应的大区域声音监听系统，其特征在于由解调终端、传输光缆和全光纤传感终端组成，解调终端位于远程的监控中心，全光纤传感终端位于需要声音监听的待测区域，传输光缆连接解调终端和全光纤传感终端；所述全光纤传感终端和传输光缆由光纤无源器件组成；所述全光纤传感终端中包含有传感光纤，利用光纤的光弹效应，实现对周围环境中声音信号的采集。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光弹效应的大区域声音监听系统，其特征在于所述解调终端包含有光源模块、光电转换模块、数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块和软件模块；其中，光源模块进行光信号的发射，光电转换模块接收光源模块发射的光信号并将其转换为电信号，数据采集模块采集该电信号并进行模数转换，数据处理模块进行传感信号的解调和对数据的计算、分析、处理，数据显示模块负责人机交互、显示、报警，软件模块实现算法、控制程序、交互界面处理。

3.根据权利要求1所述的基于光纤光弹效应的大区域声音监听系统，其特征在于所述传感光纤是普通光纤，由纤芯、包层、涂覆层组成。

4.根据权利要求2所述的基于光纤光弹效应的大区域声音监听系统，其特征在于所述解调终端根据全光纤传感终端中对光信号的具体调制类型的不同，而采用不同的解调方法和结构，其中：

对光波的相位调制，通过构建相应的干涉光路实现对传感信号的解调；对光波的波长调制，通过光谱分析实现对传感信号的解调；对光波的振幅调制，通过直接的光强分析实现对传感信号的解调；对光波的偏振调制，通过构建相应的起偏、检偏光路实现对传感信号的解调。

5.根据权利要求1所述的基于光纤光弹效应的大区域声音监听系统，其特征在于所述全光纤传感终端有N 个，每个终端包括传感光纤（31）、反射镜（32）、光预处理模块（33）；光预处理模块（33）中包括3×3光纤耦合器（331）、2×2光纤耦合器（332）、光纤延迟线（333）、第一光纤跳线(334)、第二光纤跳线(335)，其中第一光纤跳线（334）、第二光纤跳线(335)连接3×3光纤耦合器(331)和2×2光纤耦合器(332)，光纤延迟线(333)制作在第一光纤跳线(334)上；

解调终端发出N个宽光谱的初始光信号，通过传输光缆被分别分配到N个全光纤传感终端；在全光纤传感终端中，光能量被3×3光纤耦合器(331)分为3个光分量，只使用其中的两个光分量；其中进入第二跳线(335)的光分量直接进入2×2光纤耦合器(332)中；进入第一跳线(334)的光分量经过光纤延迟线(333)，产生延时τ后，再进入2×2光纤耦合器(332)；第一跳线(334)、第二跳线(335)中的两个光分量在2×2光纤耦合器(332)中合并后进入传感光纤(31)，在传感光纤(31)内部传播的是两个具有时间差τ的光分量，这两个光分量经过一定距离的向前传播后，遇到传感光纤(31)末端的反射镜(32)，被反射后沿传感光纤(31)原路向后传播，至2×2光纤耦合器(332)后，原来具有时间差τ的两个光分量被再次分光后分别通过具有光纤延迟线(333)的第一跳线(334)和没有延时的第二跳线(335)，并进入3×3光纤耦合器(331)中合并，合并后进入传输光缆，并通过传输光缆回到解调终端中。

6.根据权利要求1所述的基于光纤光弹效应的大区域声音监听系统，其特征在于所述全光纤传感终端有N 个，每个终端由传感光纤（31）和光纤光栅（311）组成，光纤光栅（311）制作在传感光纤（31）上；

解调终端发出宽光谱的初始光信号，通过传输光缆被分别分配到N个全光纤传感终端；在每个全光纤传感终端中，根据光纤光栅（311）的周期和折射率的不同，向解调终端后向反射回特定波长λ_N的光信号；解调终端接收到包含有N个λ_N波长信息的被调制光信号后，将其进行分离，根据λ_N的变化信息，即可求得待测区域声音信号的变化波形，最终实现对全光纤传感终端周围环境中声音信号的真实还原。