[发明专利]一种多波长光纤激光器超声探测系统

说明书

本发明涉及一种多波长光纤激光器超声探测系统。该多波长光纤激光器超声探测系统包括光放大器、起偏器、第一偏振控制器、光纤赛格耐克环、第一耦合器、短栅区的光纤布拉格光栅以及长栅区的光纤布拉格光栅；光放大器的输出端与起偏器的输入端连接，光放大器的输入端与第一耦合器的输出端连接；起偏器的输出端与通过第一偏振控制器与光纤赛格耐克环的输入端连接；光纤赛格耐克环的输出端与短栅区的光纤布拉格光栅连接；多个光纤布拉格光栅沿激光光路依次并行设置，长栅区的光纤布拉格光栅的中心波长落在短栅区的光纤布拉格光栅的线性工作区；第一耦合器设于光纤布拉格光栅与光放大器之间的激光光路上。本发明既能够实现多波长激光的输出，又能够实现分布式超声信号的探测。

技术领域

本发明涉及光纤激光器超声探测领域，特别是涉及一种多波长光纤激光器超声探测系统。

背景技术

近年来，随着国防工业领域的发展，超声探测系统的在大型建筑健康监测的应用越来越多。超声探测系统中常常会用到布拉格光栅，超声信号作用于布拉格光栅时会导致布拉格光栅的栅区会随着信号而拉伸或者收缩，从而布拉格光栅的中心波长发生漂移。光纤器中内置布拉格光栅搭配一个具有高斜率的滤波器，实现超声信号的探测。

该类激光器超声探测系统是内置一种掺铒光纤激光器，但是在激光器中存在强烈的模式竞争，对于特定光栅作为滤波器的系统难以实现多波长激光输出。常规的方法是控制每一个布拉格光栅对应的波长的激光在激光器环路中增益和损耗，实现多波长激光输出。该类激光器的内在损耗极大，不易于高性能的激光器。此外利用高非线性光纤，在光路中产生非线性效应进而实现多波长激光，但是成本极高，不易于产业化。

现有的技术无法实现稳定的特定波长的多波长激光输出，且无法实现布拉格光栅对超声信号的探测。因此，现有技术无法较好的实现多波长的光纤输出下的布拉格光栅的超声探测。目前，基于布拉格光栅的激光器超声探测还处于单点探测。

发明内容

本发明的目的是提供一种多波长光纤激光器超声探测系统，既能够实现多波长激光的输出，又能够实现分布式超声信号的探测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多波长光纤激光器超声探测系统，包括：光放大器、起偏器、第一偏振控制器、光纤赛格耐克环、第一耦合器、短栅区的光纤布拉格光栅以及长栅区的光纤布拉格光栅；每个所述光纤布拉格光栅的布拉格反射波长不同；

所述光放大器的输出端与所述起偏器的输入端连接，所述光放大器的输入端与所述第一耦合器的输出端连接；所述光放大器用于将多个波长的激光进行放大；

所述起偏器的输出端与通过所述第一偏振控制器与所述光纤赛格耐克环的输入端连接；所述起偏器用于将放大后的激光转换为偏振状态一致的偏振激光；所述第一偏振控制器用于调整激光光路中各个波长激光的偏振态；

所述光纤赛格耐克环的输出端与所述短栅区的光纤布拉格光栅连接；所述光纤赛格耐克环用于调节激光光路损耗以及不同波长激光的偏振态，平衡各个波长在激光光路中的增益与损耗，实现多波长激光输出；

多个所述光纤布拉格光栅沿激光光路依次并行设置，长栅区的光纤布拉格光栅的中心波长落在短栅区的光纤布拉格光栅的线性工作区；

所述第一耦合器设于所述光纤布拉格光栅与所述光放大器之间的激光光路上；所述第一耦合器用于耦合所述光纤布拉格光栅反射的反射激光至所述光放大器，并输出多个波长的反射激光。

可选的，所述光放大器包括：泵浦光源、波分复用器以及掺铒光纤；

所述泵浦光源用于为所述掺铒光纤提供激励；

所述波分复用器设于所述泵浦光源的输出光路上，并且所述波分复用器的输入端与所述第一耦合器的耦合输出端连接；所述波分复用器用于获得耦合激光源；