[发明专利]波长调制光纤声传感器

权利要求书

1.一种波长调制光纤声传感器，其特征在于，包括：

激光器(3)，由激光器电源(30)提供驱动电流，其波长连续可调；

光纤FP干涉腔声探头(1)，所述激光器(3)发出的激光进入该光纤FP干涉腔声探头(1)后被反射，输出光信号；

第一光电探测器(4a)，用于接收所述光纤FP干涉腔声探头(1)输出的光信号，产生输出信号；以及

信号处理与控制模块(5)，其第一输入端连接至所述第一光电探测器的输出端，其输出端连接至所述激光器电源的控制端，用于：依据所述第一光电探测器输出信号的直流分量确定所述波长调制光纤声传感器的最佳工作波长；并通过控制激光器电源(30)向所述激光器(3)施加该最佳工作波长对应的驱动电流值，将所述激光器(3)输出的激光波长移动至所述波长调制光纤声传感器的最佳工作波长；所述信号处理与控制模块(5)还用于：实时测量第一光电探测器输出信号的直流分量随时间的变化来判断其最佳工作波长是否发生了偏离，当所述波长调制光纤声传感器的最佳工作波长发生偏离时，重新确定所述波长调制光纤声传感器的最佳工作波长，并通过调节所述激光器电源(30)提供给所述激光器(3)的驱动电流，重新将所述激光器(3)输出的激光波长移动至所述波长调制光纤声传感器的最佳工作波长；

所述信号处理与控制模块(5)通过以下方式确定所述波长调制光纤声传感器的最佳工作波长：

在预设的调节范围内调节所述激光器电源(30)提供给所述激光器(3)的驱动电流，以调制所述激光器(3)输出的激光波长，直至其接收到的第一光电探测器输出信号的直流分量出现相邻波峰和波谷为止，该波峰和波谷之间的中点对应的激光波长即为所述光纤声传感器的最佳工作波长，记录该最佳工作波长对应的驱动电流值。

2.根据权利要求1所述的波长调制光纤声传感器，其特征在于，所述信号处理与控制模块(5)在预设的调节范围内调节所述激光器电源(30)提供给所述激光器(3)的驱动电流，以调制所述激光器(3)输出的激光波长的过程中：波长的调节步长不大于1nm，调节速率不大于1nm/s。

3.根据权利要求1所述的波长调制光纤声传感器，其特征在于，还包括：

第一光纤环形器或第一光纤分束器，其三输入/输出端分别通过光纤连接至所述激光器、所述光纤FP干涉腔声探头和所述第一光电探测器。

4.根据权利要求1所述的波长调制光纤声传感器，其特征在于，还包括：

第二光电探测器(4b)，所述激光器(3)发出的激光分为两路，其中一路进入所述光纤FP干涉腔声探头(1)，另一路由该第二光电探测器(4b)探测，从而得到参比信号；

所述信号处理与控制模块(5)通过以下方式确定波长调制光纤声传感器的最佳工作波长：

在预设的调节范围内调节所述激光器电源(30)提供给所述激光器(3)的驱动电流，以调制所述激光器(3)发出的激光波长，直至其接收到的第一光电探测器(4a)输出信号的直流分量与第二光电探测器(4b)在同一时刻测得的参比信号的比值出现相邻波峰和波谷为止，该波峰和波谷之间的中点对应的激光波长即为所述光纤声传感器的最佳工作波长。

5.根据权利要求4所述的波长调制光纤声传感器，其特征在于，还包括：

第二光纤环形器或第二光纤分束器，其三输入/输出端分别通过光纤连接至所述激光器(3)、所述光纤FP干涉腔声探头(1)和所述第二光电探测器(4b)。

6.根据权利要求1所述的波长调制光纤声传感器，其特征在于，所述光纤声传感器的最佳工作波长为所述光纤FP干涉腔声探头(1)处于静态时的FP腔腔长的8/(2m+1)倍，其中m为非负整数。

7.根据权利要求1所述的波长调制光纤声传感器，其特征在于，所述激光器(3)和所述激光器电源(30)集成为一体或者分开设置。