[实用新型]一种具有分布式测温功能的太赫兹时域光谱和成像系统

说明书

本实用新型公开了一种具有分布式测温功能的太赫兹时域光谱和成像系统，包括飞秒激光器、一级光纤分路器、太赫兹光谱单元、脉冲光调制单元、分布式光纤传感器单元和信号采集处理单元，一级光纤分路器将飞秒激光器产生的飞秒脉冲激光分为激发光和激励光，激发光传输到太赫兹光谱单元产生携带样品信息的电流信号，激励光经脉冲光调制单元调制为调制脉冲光，调制脉冲光输送到分布式光纤传感器单元产生携带温度信息的模拟信号，信号采集处理单元采集并处理携带样品信息的电流信号和/或携带温度信息的模拟信号。成功将飞秒激光应用于分布式光纤温度传感系统中，提出了完整的飞秒脉冲光调制和管理方案，实现了对飞秒激光器的多系统复用。

技术领域：

本实用新型属于太赫兹光谱和成像技术领域，具体涉及一种具有分布式测温功能的太赫兹时域光谱和成像系统。

背景技术：

全光纤太赫兹时域光谱和太赫兹成像系统作为太赫兹技术商品化程度最高的产品，源于太赫兹波的低光子能量、特殊穿透性、指纹谱特性以及全光纤耦合结构灵活性等优点，在工业无损检测、过程质量控制等众多场景具有广阔的应用潜力。然而，太赫兹产品所提供的测量参数并不能完全满足工业制造过程综合监测从而实现提质增效的目的，太赫兹系统本身性能受温度的影响，某些待测物质在不同温度下会表现出不同的属性，而现有的太赫兹时域光谱系统难以直接得到温度参数，缺乏温度校正和标引的太赫兹光谱数据准确性有待提高。此外，高昂的价格也往往成为制约其应用推广的原因。

分布式光纤传感技术作为近年来迅速发展的新型传感技术，是伴随着光纤技术和光纤通信技术的进步而成长起来的。光纤传感器优势明显，普通单模光纤在高温高压、电磁辐射、腐蚀等各种恶劣环境下均可稳定工作，得益于光纤巨大的信息容量，使其作为传感器具有传统传感器无法比拟的巨大优势。在众多光纤传感技术中，分布式光纤温度传感系统(DTS)是商用化最为成熟的代表，一根长度为1000m的光纤就可实现至少1000个温度点的实时监测，其在消防安全、电力、管道、生产过程温度监测中取得了很好的应用效果。专利CN103207033A公开了一种同时测量温度和应变的分光式光纤传感装置，窄线宽激光器产生的入射光经过隔离器后，再经过所述耦合器分为两个支路，第一支路经所述脉冲光产生装置调制为脉冲光，再经过所述掺饵光纤放大器放大后作为脉冲泵浦光连接所述环形器的第一端口，所述环形器的第二端口接入所述传感光纤的一端；第二支路经过所述移频装置移频作为移频后的探测光接入所述传感光纤的另一端，所述的环形器的第三端口连接所述光电探测器进行光电转换，最后由所述数据采集卡和计算机得到所述传感光纤的布里渊频移量；所述两个窄线宽激光器为不同时接入的不同波长的窄线宽激光器，在工作时首先接入第一个波长下的窄线宽激光器进行测量，然后再接入第二个波长下的窄线宽激光器进行测量。

实用新型内容：

本实用新型目的在于克服现有技术存在的缺点，目的一在于提供一种可同时进行太赫兹光谱和成像以及分布式温度测量的综合监测系统，以克服当前两独立系统测量参数单一，性价比不高的缺陷，目的二在于提供一种具有分布式测温功能的太赫兹时域光谱和成像系统，将温度参数引入太赫兹分析过程中，实现太赫兹系统的温度校正，同时将分析得到的结果与温度对应，提高结果的准确性。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的一种具有分布式测温功能的太赫兹时域光谱和成像系统包括飞秒激光器、一级光纤分路器、太赫兹光谱单元、脉冲光调制单元、分布式光纤传感器单元和信号采集处理单元，一级光纤分路器与飞秒激光器连接，将飞秒激光器产生的飞秒脉冲激光分为激发光和激励光，一级光纤分路器的激发光输出端与太赫兹光谱单元连接，激发光传输到太赫兹光谱单元产生携带样品信息的电流信号，一级光纤分路器的激励光输出端与脉冲光调制单元连接，激励光经脉冲光调制单元调制为调制脉冲光，分布式光纤传感器单元与脉冲光调制单元连接，调制脉冲光输送到分布式光纤传感器单元产生携带温度信息的模拟信号，信号采集处理单元分别与太赫兹光谱单元和分布式光纤传感器单元连接，采集并处理携带样品信息的电流信号和/或携带温度信息的模拟信号。其中，脉冲光调制单元和分布式光纤传感器单元构成分布式温度传感系统，