[实用新型]一种基于光频梳技术的OFDR多路光纤传感系统

说明书

本实用新型公开了一种基于光频梳技术的OFDR多路光纤传感系统，包括：光频梳激光器、扫频发生器、单边带调制器、辅助干涉仪、主干涉仪、数据采集卡以及数据处理器；所述单边带调制器，用于接收所述光频梳激光器产生的频谱为离散谱线的脉冲光信号和所述扫频发生器输出的线性扫频的电信号，并调制为多波长同时扫频的复合扫频信号；所述辅助干涉仪，用于接收多波长同时扫频的复合扫频信号后产生外部时钟信号；所述主干涉仪，用于接收多波长同时扫频的复合扫频信号后产生拍频干涉信号；所述数据处理器，对所述数据采集卡中接收到的所述外部时钟信号和所述拍频干涉信号处理，获得多段光纤的同时测量结果。提升传感系统的空间分辨率和传感效率。

技术领域

本实用新型属于光纤传感领域，涉及一种基于光频梳技术的OFDR多路光纤传感系统。

背景技术

光频域反射仪(OFDR)是一种具有高空间分辨率，高传感灵敏度和高定位精度等特点的分布式光纤传感器。在航空航天、精密仪器制造、建筑监测等领域具有极大地应用前景。在构建光频域反射仪的基本结构中，可调谐激光器是非常重要的一环，可调谐激光器的性能也对整体系统的各项参数指标产生了极大地影响，为了保证OFDR系统的传感参数质量，必须选用扫频线性度好，窄线宽，扫描范围大，扫描速度高的可调谐激光器。但是，这类高性能的可调谐激光器不仅输出功率较低，无法满足同时测量多段光纤的要求，并且价格十分昂贵，从而导致了OFDR传感系统的造价成本居高不下。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种基于光频梳技术的OFDR多路光纤传感系统，以解决如上技术问题之一。

根据本实用新型的第一实施方式，本实用新型提供的一种基于光频梳技术的OFDR多路光纤传感系统，包括：

光频梳激光器、扫频发生器、单边带调制器、辅助干涉仪、主干涉仪、数据采集卡以及数据处理器；其中，

所述光频梳激光器，用于产生频谱为离散谱线的脉冲光信号；

所述扫频发生器，用于输出线性扫频的电信号和触发信号；

所述单边带调制器，用于接收所述光频梳激光器产生的频谱为离散谱线的脉冲光信号和所述扫频发生器输出的线性扫频的电信号，将所述光频梳激光器产生的频谱为离散谱线的脉冲光信号和所述扫频发生器输出的线性扫频的电信号调制为多波长同时扫频的复合扫频信号；

所述辅助干涉仪，用于接收所述多波长同时扫频的复合扫频信号后产生外部时钟信号；

所述主干涉仪，与所述辅助干涉仪并列设置，用于接收所述多波长同时扫频的复合扫频信号后产生拍频干涉信号；

所述数据采集卡，在所述触发信号的控制下接收所述外部时钟信号和所述拍频干涉信号；

所述数据处理器，用于对所述数据采集卡中接收到的所述外部时钟信号和所述拍频干涉信号处理，获得多段光纤的同时测量结果。

优选的，所述主干涉仪包括N个干涉支路，N为大于等于2的自然数；

其中，每个所述干涉支路包括第四光纤耦合器c4、第五光纤耦合器c5、偏振控制器、环形器、测试光纤和光电探测器。

优选的，所述N个干涉支路中的每个所述干涉支路，通过所述第四光纤耦合器c4分为两路，包括：

第一路包括顺次连接的所述第四光纤耦合器c4、所述偏振控制器和所述第五光纤耦合器c5；第二路包括顺次连接的所述第四光纤耦合器c4、环形器、测试光纤以及所述第五光纤耦合器c5；其中，所述第四光纤耦合器c4与所述第五光纤耦合器c5之间存在光程差。

优选的，所述辅助干涉仪，包括：第二光纤耦合器c2、第三光纤耦合器c3和光电探测器；