[发明专利]一种正交相位保持的三波长解调式光纤声传感系统和方法

摘要

本发明属于光纤传感技术领域，公开了一种正交相位保持的三波长解调式光纤声传感系统和方法。波长控制和同步采样模块实现激光器输出波长驱动和光电探测器数据的同步采集和传输。所述宽可调谐激光器实现纳秒量级的波长切换速度，通过波长线性扫描获取Fabry–Perot干涉式光纤声传感器的干涉光谱并计算初始腔长，进而选择三个正交波长进行快速动态腔长解调。实时腔长的直流成分用来计算正交相位偏离量，实现三波长的正交相位锁定，从而解决了现有三波长解调技术无法适应大幅度腔长变化导致的正交相位偏离问题。该发明可以解决现有光纤声传感系统的不足，采用三波长解调方式，实现高速、大动态范围、高分辨率和高稳定性解调。

主权项

1.一种正交相位保持的三波长解调式光纤声传感系统，其特征在于，所述的正交相位保持的三波长解调式光纤声传感系统包括波长控制和同步采样模块(1)、快速宽可调谐激光器(2)、光纤环形器(3)、Fabry–Perot干涉式光纤声传感器(4)、光电探测器(5)和数据处理模块(6)；/n所述的波长控制和同步采样模块(1)是计算机、单片机或FPGA核心板，内置控制激光波长对应的电流查找表；波长控制和同步采样模块(1)分别与快速宽可调谐激光器(2)、光电探测器(5)和数据处理模块(6)相连接，波长控制和同步采样模块(1)实现快速宽可调谐激光器(2)的波长控制和输出，并通过时钟同步，同时进行光电探测器(5)数据的采集、转换和传输至数据处理模块(6)中；/n所述的光纤环形器(3)，分别与快速宽可调谐激光器(2)、Fabry–Perot干涉式光纤声传感器(4)和光电探测器(5)相连接；光纤环形器(3)用于光信号的传输，将来自快速宽可调谐激光器(2)的光信号引入Fabry–Perot干涉式光纤声传感器(4)，反射光信号再次经过光纤环形器(3)被光电探测器(5)探测；/n所述的光电探测器(5)是具备光纤输入接口、直流耦合的高速光电探测器，将探测到的光强信号转换为模拟信号，经波长控制和同步采样模块(1)采集后传输给数据处理模块(6)进行信号处理和反馈控制；/n所述的数据处理模块(6)实现三个波长对应的光强信号的分离和腔长解调，并根据解调的腔长推导的正交相位偏离量判断是否触发波长控制和同步采样模块(1)调整三个输出波长。/n