[发明专利]一种低损耗的偏振干涉型特高压直流控制保护系统OTDR装置

说明书

本发明公开一种低损耗的偏振干涉型特高压直流控制保护系统OTDR装置，包括1个脉冲激光器（660nm、808nm和940nm的特殊波长），1个偏振控制器，1个偏振分束器，1个耦合器，1个三端口环行器，2个四端口环行器，1条延时光纤，2条传感光纤，1个光电探测器（660nm、808nm和940nm的特殊波长），1个数据采集卡，及1台计算机。该装置仅利用一个光源和一个光电探测器，就可实现对外界扰动引起的光波相位和偏振态信息变化的同时监测，既可以降低误报率，又可以降低装置的硬件成本。同时，该装置的光路结构设计也避免了传统的基于瑞丽散射的Sagnac干涉方案带来的额外损耗，延长了传感距离。

技术领域

本发明属于光纤传感及传感网络技术领域，特别涉及一种低损耗的偏振干涉型特高压直流控制保护系统OTDR装置。

背景技术

特高压直流控制保护系统光纤种类繁多。现阶段控制保护系统光纤全程传输性能检测技术手段缺乏。OTDR技术在信息通信等专业领域已有多年较为成熟的运用，特高压直流控制保护系统光纤主要分为能量光纤和数据光纤两大类，其工作波长为660nm、808nm和940nm等特殊波长，将光源、接收机替换成系统所需波长，即可解决特高压直流控制保护系统光纤在线监测问题。

OTDR技术通常利用光脉冲宽度内的光波之间的干涉或者多条不同路径之间的光波的干涉把外界扰动引起的光波相位变化提取出来，但是传统的多路径干涉方案通常需要利用到多个耦合器组合，加上特高压直流保护系统用光纤损耗本身比较大，无形中增加了额外的系统损耗，降低了传感距离。由于OTDR技术是对光波的单个物理量进行检测，如果对光波的相位和偏振态进行组合测量，那么由恶劣环境的随机干扰带来的影响将会大大降低。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种低损耗的偏振干涉型特高压直流控制保护系统OTDR装置，仅利用一个光源和一个光电探测器，就可实现对外界扰动引起的光波相位和偏振态信息变化的同时监测，既可以降低误报率，又可以降低装置的硬件成本。同时，该装置的光路结构设计也避免了传统的基于瑞丽散射的Sagnac干涉方案带来的额外损耗，延长了传感距离。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种低损耗的偏振干涉型特高压直流控制保护系统OTDR装置，包括脉冲激光器(660nm、808nm和940nm的特殊波长)，偏振控制器，偏振分束器，耦合器，三端口环行器，四端口环行器1，四端口环行器2，延时光纤，传感光纤1，传感光纤2，光电探测器(660nm、808nm和940nm的特殊波长)，数据采集卡，及计算机；其中，脉冲激光器的输出端连接偏振控制器的输入端，偏振控制器的输出端连接三端口环行器的1端口，三端口环行器的2端口连接偏振分束器的输入端，偏振分束器的第一输出端连接耦合器的第一输入端，偏振分束器的第二输出端连接耦合器的第二输入端，耦合器的第一输出端连接延时光纤的输入端，耦合器的第二输出端连接四端口环行器2的2端口，延时光纤的输出端连接四端口环行器1的2端口，四端口环行器1的3端口连接传感光纤1的输入端，四端口环行器1的4端口连接四端口环行器2的1端口，四端口环行器1的1端口连接四端口环行器2的4端口，四端口环行器2的3端口连接传感光纤2的输入端，三端口环行器的3端口连接光电探测器的输入端，光电探测器的输出端连接数据采集卡的输入端，数据采集卡的输出端连接计算机。

上述的四端口环行器可以是单独的四端口环行器器件，也可以由两个三端口环行器组合而成，如图1所示。

上述的2个四端口环行器的性能参数应尽可能保持一致。

上述的2条传感光纤为同一光缆中的两根单模双芯光纤。

上述的2条传感光纤的折射率应尽可能保持一致。