[发明专利]基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置及方法

权利要求书

1.一种基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置，其特征在于：包括脉冲光源(1)、导入光纤(2)、耦合器、传感头、传输光纤(5)、导出光纤(6)、光电探测器(7)、示波器(8)以及用于数据处理的计算机(9)；

耦合器包括一号耦合器(3a)和二号耦合器(3b)，传感头包括一号传感头(4a)和二号传感头(4b)；

所述传感头包括光纤和两个缓冲板，光纤设置在两个缓冲板之间，缓冲板与光纤接触面为波纹面；

一号耦合器(3a)、一号传感头(4a)、二号耦合器(3b)和二号传感头(4b)通过传输光纤连接构成环形谐振腔；

所述脉冲光源通过导入光纤与一号耦合器(3a)相连，二号耦合器(3b)通过导出光纤与光电探测器(7)相连，光电探测器(7)通过示波器(8)与计算机(9)相连；

脉冲光源的脉冲宽度为t₂，脉冲时间间隔为t₁，脉冲光源的光束在环形谐振腔内环形一周的时间为τ_r；脉冲光源经环形谐振腔传输至光电探测器，光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，并将电信号显示在示波器上，显示的光谱为衰荡光谱，衰荡光谱的衰荡时间为τ，其中，t₂<τ_r，t₁>τ；

环形谐振腔呈矩形，矩形环形谐振腔的四个角采用圆弧过渡；耦合器和传感头均设置在矩形环形谐振腔的直线段，所述耦合器是2×2耦合器，耦合器的耦合比是1:99、12:88、0.1:99.9或8:92；

一号传感头(4a)和二号传感头(4b)的位置正对。

2.根据权利要求1所述的基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置，其特征在于：所述传感头由特种光纤替代。

3.根据权利要求2所述的基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置，其特征在于：所述特种光纤是D型光纤、光子晶体光纤或祼光纤。

4.根据权利要求3所述的基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置，其特征在于：所述传输光纤采用多模熔融石英光纤或单模熔融石英光纤；

所述环形谐振腔的长度为10m，一号传感头4a和二号传感头4b之间的距离为1m；

脉冲光源的重复频率为1MHz，脉宽为10ns。

5.根据权利要求4所述的基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置，其特征在于：耦合器的耦合比满足以下原则：

二号耦合器输出的衰荡光谱中峰值光强越大越好，二号耦合器输出的衰荡光谱中的衰荡峰数量越多越好。