[发明专利]双芯光纤光栅阵列传感网络及分布式传感信息获取方法

权利要求书

1.一种双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：它包括扫描激光器(1)、半导体光放大器(2)、光环形器(4)、光电探测器(5)、解调仪(6)、脉冲函数发生器(7)、光连接器(8)和双芯光纤光栅阵列(9)，其中，扫描激光器(1)的输出端连接半导体光放大器(2)的输入端，半导体光放大器(2)的输出端连接光环形器(4)的第一接口，光连接器(8)的第一接口连接光环形器(4)的第二接口，光连接器(8)的第二接口连接双芯光纤光栅阵列(9)中的第一光纤光栅阵列(9.1)，光连接器(8)的第三接口连接双芯光纤光栅阵列(9)中的第二光纤光栅阵列(9.2)，光环形器(4)的第三接口连接光电探测器(5)的输入端，光电探测器(5)的光栅波长探测电信号输出端连接解调仪(6)的光栅波长探测电信号输入端，脉冲函数发生器(7)的半导体光放大驱动信号输出端连接半导体光放大器(2)的驱动信号输入端，脉冲函数发生器(7)的解调控制信号输出端连接解调仪(6)的解调控制信号输入端，解调仪(6)的脉冲函数发生器驱动信号输出端连接脉冲函数发生器(7)的驱动信号输入端，所述第一光纤光栅阵列(9.1)的中心波长和第二光纤光栅阵列(9.2)的中心波长随双芯光纤光栅阵列(9)所受温度和/或应变的改变而变化，且在每个时刻第一光纤光栅阵列(9.1)和第二光纤光栅阵列(9.2)中的两个中心波长不相等。

2.根据权利要求1所述的双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：它还包括光隔离器(3)，所述半导体光放大器(2)的输出端通过光隔离器(3)连接光环形器(4)的第一接口。

3.根据权利要求1所述的双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：所述扫描激光器(1)输出激光的波长范围为1510～1590nm。

4.根据权利要求1所述的双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：所述半导体光放大器(2)能将扫描激光器(1)输出的激光的光强值提高15～25dB。

5.根据权利要求1所述的双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：所述第一光纤光栅阵列(9.1)的光反射率范围为0.1～0.5％，所述第二光纤光栅阵列(9.2)的光反射率范围为0.1～0.5％。

6.根据权利要求5所述的双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：所述第一光纤光栅阵列(9.1)与第二光纤光栅阵列(9.2)之间的光反射率相等，所述第一光纤光栅阵列(9.1)对应的纤芯和第二光纤光栅阵列(9.2)对应的纤芯具有不同的折射率。

7.根据权利要求1所述的双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：所述双芯光纤光栅阵列(9)中第一光纤光栅阵列(9.1)和第二光纤光栅阵列(9.2)由相位掩膜版法在拉丝塔进行光纤制作的同时在线刻写光栅制作而成。

8.根据权利要求2所述的双芯光纤光栅阵列传感网络，其特征在于：所述光隔离器(3)用于防止双芯光纤光栅阵列(9)的反射光回流入半导体光放大器(2)。

9.一种利用权利要求1所述双芯光纤光栅阵列传感网络获取分布式传感信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：扫描激光器(1)输出窄带直流激光；

步骤2：半导体光放大器(2)在脉冲函数发生器(7)的驱动下将窄带直流激光在时域上进行强度调制形成脉冲光信号；

步骤3：脉冲光信号通过光环形器(4)和光连接器(8)进入作为传感载体的双芯光纤光栅阵列(9)的第一光纤光栅阵列(9.1)和第二光纤光栅阵列(9.2)中；

步骤4：由双芯光纤光栅阵列(9)的第一光纤光栅阵列(9.1)和第二光纤光栅阵列(9.2)反射的脉冲光信号经过光环形器(4)进入光电探测器(5)；

步骤5：光电探测器(5)将反射的脉冲光信号转换为对应的光栅波长探测电信号输送给解调仪(6)，同时，脉冲函数发生器(7)将解调控制信号输送给解调仪(6)；

步骤6：解调仪(6)在解调控制信号的控制下将光栅波长探测电信号解调为空间场内的分布式传感信息。

10.根据权利要求9所述的获取分布式传感信息的方法，其特征在于：所述步骤2中，脉冲函数发生器(7)在解调仪(6)的控制下驱动半导体光放大器(2)将窄带直流激光在时域上进行强度调制形成脉冲光信号。