[发明专利]一种基于双重同源外差相干检测的相位敏感光时域反射系统

摘要

本发明公开了一种基于双重同源外差相干检测的相位敏感光时域反射系统，该系统由激光器、耦合器、声光调制器、电光调制器、掺铒光纤放大器、滤波器、环形器、平衡探测器、功率均分器、数据采集卡等组成；平衡探测器1将接收到的调制光与本振光的拍频信号转化为交流信号，平衡探测器2将接收到的瑞利光与本振光的拍频信号转化为交流信号，两部分交流信号分别通过功率均分器1、2，两两进行混频，输出的交流信号通过数据采集卡转化为数字信号，在计算机中进行数字信号处理；本发明系统用干涉参考臂产生的不包含振动信息的拍频信号来跟踪探测臂中频率的漂移和相位的变化，可以有效克服被测信号失真现象，从而获得稳定的振动信号强度和频率信息，提高振动源的识别率。

主权项

一种基于双重同源外差相干检测的相位敏感光时域反射系统，其特征在于：其结构包括外腔半导体激光器(1)、第一光纤耦合器(2)、第二光纤耦合器(3)声光调制器(4)、声光调制器驱动电源(5)、、第三光纤耦合器(6)、第四光纤耦合器(7)、第一平衡放大探测器(8)、第一带通滤波器(9)、第一功率均分器(10)、电光调制器(11)、掺铒光纤放大器(12)、第二带通滤波器(13)、环形器(14)、传感光纤(15)、第五光纤耦合器(16)、第二平衡放大器(17)、第三带通滤波器(18)、第二功率均分器(19)、第一混频器(20)、低通滤波器(21)、第二混频器(22)、第二低通滤波器(23)、采集卡(24)上述部件的位置关系如下：通过光纤将所述的外腔半导体激光器(1)的输出端与第一光纤耦合器(2)的输入端(201)连接，第一光纤耦合器(2)的第二输出端口(203)与第二光纤耦合器(3)第一输入端(301)连接j第一输出端(202)与声光调制器(4)的输入端连接，，该声光调制器(4)的输出端与第三光纤耦合器(6)的第一输入端口(601)相连接，所述的第二光纤耦合器(3)的第一输出端口(302)与第四光纤耦合器(7)的第一输入端口(701)相连接，第三光纤耦合器(6)的第二输出端口(603)与第四光纤耦合器(7)第二输入端口(702)相连接，所述的第四光纤耦合器(7)的第一输出端口(703)，第二输出端口(704)分别连接第一平衡放大探测器(8)的第一输入端口(801)、第二输入端口(802)，该探测器(8)的输出端口(803)与第一带通滤波器(9)输入端相连接，该带通滤波器(9)的输出端与第一功率均分器(10)的输入端(1001)相连接，所述的第三光纤耦合器(6)的第一输出端(602)与电光调制器(11)的输入端相连接，该电光调制器(11)的输出端与掺铒光纤放大器(12)的输入端相连接，该掺铒光纤放大器(12)的输出端与第二带通滤波器(13)的输入端口连接，该滤波器(13)的输出端口与环形器(14)的第一端口(1401)相连接，该环形器的第二端口(1402)与传感光纤(15)相连接，该环形器的第三输出端口(1403)与第五光纤耦合器(16)的第一输入端口(1601)相连接，，所述的第二光纤耦合器(3)的第二输出端(303)与第五光纤耦合器(16)的第二输入端(1602)相连接，第五光纤耦合器(16)的第一输出端(1603)和第二输出端(1604)分别和第二平衡放大器(17)的第一输入端(1701)、第二输入端(1702)相连接，该探测器(17)的输出端口(1703)与第三带通滤波器(18)输入端相连接，该带通滤波器(18)的输出端与第二功率均分器(19)的输入端(1901)相连接，所述的第一功率均分器的(1002)端和第二功率均分器的(1902)端分别连接第一混频器(20)的第一端口(2001)和第二端口(2002)；该混频器(20)的输出端口(2003)接第一低通滤波器(21)的输入端口，所述的第一功率均分器的(1003)端和第二功率均分器的(1903)端分别接第二混频器(22)的第一端口(2201)、第二端口(2202)，该混频器的输出端口(2203)接第二低通滤波器(23)的输入端口，所述的第一、第二低通滤波器(21)，(23)的输出端口分别接采集卡(24)的第一输入端口(2401)，第二输入端口(2402)；该采集卡的输出端口(2403)接电光调制器，采集卡(24)的输出端口与计算机相连；所述的声光调制器的调制端与直流标准TTL电源相连。