[发明专利]融合拉曼放大效应的光纤拉曼频移器的全分布光纤传感器

摘要

本发明公开了一种融合拉曼放大效应的光纤拉曼频移器的全分布光纤传感器，该传感器用一只1550nm光纤脉冲激光器通过光纤分路器分成两束光，一束光经光纤拉曼频移器转换为宽光谱的斯托克斯拉曼光进入传感光纤，另一束光经过延时光纤后与宽光谱斯托克斯拉曼光通过光纤合路器进入同一根传感光纤，两束光在传感光纤相遇处通过非线性相互作用融合，获得一束被拉曼放大的1660nm宽光谱带脉冲激光作为全分布光纤传感器的光源，传感光纤中产生的带有温度信息的1550nm宽光谱反斯托克斯拉曼光通过光纤窄带反射滤光器扣除1550nm激光器瑞利散射光后与带有应变信息的1660nm瑞利光，进入光电接收模块，数字信号处理器和工控机，经解调后获得传感光纤上的温度、应变信息。适用于远程60公里范围内石化管道，隧道，大型土木工程监测和灾害预报监测。

主权项

一种融合拉曼放大效应的光纤拉曼频移器的全分布光纤传感器，其特征在于，它包括：光纤脉冲激光器（10）、光纤分路器（11）、由单模光纤（12）和1660nm滤光器（13）组成的光纤拉曼频移器、延时光纤（14）、光纤合波器（15）、光纤波分复用器（16）、传感光纤（17）、光纤窄带反射滤光器（18）、光电接收模块（19）、数字信号处理器（20）和工控机（21）等；其中，光纤脉冲激光器（10）发出激光脉冲通过光纤分路器（11）分成两束，其中一束1550nm波段的激光进入光纤拉曼频移器，经频移13.2THz到1660nm波段，作为宽光谱探测光源，经光纤合波器（15）的输出端口进入光纤波分复用器（16），另一束1550nm波段的激光作为泵浦光源，经延时光纤（14），通过光纤合波器（15）的输出端口进入光纤波分复用器（16），光纤波分复用器（16）具有四个端口，它的输入端口通过光纤合波器（15）与光纤拉曼频移器输出的探测光源和另一束1550nm泵浦光源相连，COM输出端口与传感光纤（17）相连，两束光在传感光纤（17）相遇处产生拉曼放大的1660nm波段宽光谱反向瑞利散射光经光纤波分复用器（16）的一个输出端口与光电接收模块（19） 的一个输入端口相连，经光电转换放大后输入数字信号处理器（20）的一个端口； 在传感光纤（17）中产生拉曼放大的1550nm波段宽光谱反向反斯托克斯拉曼散射光经光纤波分复用器（16）的另一个输出端口与光纤窄带反射滤光器（18）相连，扣除1550nm激光的瑞利散射光后与光电接收模块（19） 的另一个输入端口相连，经光电转换放大后输入数字信号处理器（20）的另一个端口，数字信号处理器（20）与工控机（21）相连。