[发明专利]一种大芯径多模光纤的测温装置及方法

说明书

本发明实施例公开了一种大芯径多模光纤的测温装置及方法，其特征在于，所述装置包括：扫频光源，用于为所述装置提供中心波长为1550nm的线性扫频光；第一光纤耦合器，用于将所述线性扫频光分为第一扫频光信号和第二扫频光信号；辅助干涉模块，接收所述第一扫频光信号，以生成时钟信号；主干涉模块，接收所述第二扫频光信号，以生成拍频干涉信号；数据采集模块，接收所述时钟信号和所述拍频干涉信号，并输出至数据处理模块；数据处理模块，基于所述数据采集模块所接收的信号，生成所述大芯径多模光纤的温度数据。从而简单快捷地实现对大芯径多模光纤温度的测量，大大提升了测量效率，降低了测量成本。

技术领域

本发明实施例涉及光纤传感领域，尤其涉及对大芯径特种多模能量光纤进行温度测量的一种大芯径多模光纤的测温方法及装置。

背景技术

随着能量光电子技术的不断进步，各种新型高功率激光器与激光加工设备不断涌现，激光设备采用光纤输出激光的方式已经取代传统输出方式，尤其是能量传输光纤及其套件的需求，也越来越大。能量光纤拥有的优良特性，使其在高功率光能量传输领域有了很好的应用，如激光传输、激光耦合、激光焊接、激光切割、激光医疗领域等。

在激光传输领域，大芯径特种多模传能光纤不仅可以作为激光器的输出光纤，同时也能实现远距离传输能量，而传输高功率能量信号的同时，必须要考虑高功率能量信号是否会使光纤内部温度增高，影响光纤的结构特性，例如光纤涂覆层可能会吸收传输的能量，或是传输的高功率信号可能导致光纤弯折处局部温度过高，引发光纤结构故障等。因此，对大芯径传能光纤温度的检测就显得尤为重要，通过对反映结构健康状态的温度指标进行检测，可以实现对结构损伤的早期预警。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现，现有的一些光纤温度测量技术都是基于单模光纤而构建的，对于大芯径多模光纤，如何高效地进行温度测量，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种大芯径多模光纤的测温方法及装置，解决了大芯径特征多模能量光纤的温度测量问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种大芯径多模光纤的测温装置，包括：

扫频光源，可以用于为所述装置提供中心波长为1550nm的线性扫频光；

第一光纤耦合器，可以用于将所述线性扫频光分为第一扫频光信号和第二扫频光信号；

辅助干涉模块，可以接收所述第一扫频光信号，以生成时钟信号；

主干涉模块，可以接收所述第二扫频光信号，以生成拍频干涉信号；

数据采集模块，可以接收所述时钟信号和所述拍频干涉信号，并输出至数据处理模块；

数据处理模块，基于所述数据采集模块所接收的信号，可以生成所述大芯径多模光纤的温度数据。

可选的，所述主干涉仪可以包括：

第二光纤耦合器，偏振控制器、大芯径多模环形器、待测光纤、模式匹配器、第三光纤耦合器，偏振分束器、光电探测器；其中：

第二光纤耦合器将所述第二扫频光信号分为两路，一路经由所述偏振控制器得到参考臂信号，进入所述第三光纤耦合器；另一路经由所述大芯径多模环形器的第一端口、所述待测光纤、所述大芯径多模环形器的第二端口、所述大芯径多模环形器的第三端口、所述模式匹配器得到信号臂信号，进入所述第三光纤耦合器；

所述第三光纤耦合器对所述参考臂信号和所述信号臂信号进行混频，输出至所述偏振分束器，以得到相互正交的第一光信号和第二光信号，并将所述第一光信号和所述第二光信号输出至所述光电探测器；

所述光电探测器将所述第一光信号和所述第二光信号转换成电信号，并输出至所述数据采集模块。

可选的，所述模式匹配器可以包括：