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专利号: 2018115759450
申请人: 闽南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单端探测布里渊动态光栅传感的方法,其特征在于:其包括以下步骤:

步骤A:将一激光器输出的光信号分成两路分别调制成两路脉冲光信号作为泵浦脉冲信号,所述两路泵浦脉冲信号频率相差布里渊频移;

步骤B:所述两路泵浦脉冲信号分时进入传感光纤,其中一路泵浦脉冲信号反射返回传感光纤与另一路泵浦脉冲信号相向传输在传感光纤中相遇产生受激布里渊散射形成动态光栅;

步骤C:将另一激光器输出的光信号调制成探测脉冲光后进入传感光纤,对被布里渊动态光栅反射后的探测脉冲光进行信号转换与采集;

步骤D:调节另一激光器输出信号的频率后重复步骤C以重构布里渊动态光栅反射谱信号,计算得出布里渊动态光栅反射谱中心频率,将其用于传感光纤上温度和应变的传感;

步骤E:根据布里渊动态光栅反射谱中心频率νBDG和应变ε的关系:νBDG=νBDG0+Cvεε,完成传感光纤上应变ε的测量,根据布里渊动态光栅反射谱中心频率νBDG和温度T的关系:νBDG=νBDG0+CvTT,完成传感光纤上温度T的测量,其中,νBDG0为初始布里渊动态光栅反射谱中心频率,Cvε是应变系数,CvT是温度系数。

2.根据权利要求1所述的一种单端探测布里渊动态光栅传感的方法,其特征在于:步骤B中,通过控制所述两路泵浦脉冲信号的脉冲宽度控制所述布里渊散射形成动态光栅的长度。

3.根据权利要求1所述的一种单端探测布里渊动态光栅传感的方法,其特征在于:步骤B中,通过调节所述两路泵浦脉冲信号的延时控制所述布里渊散射形成动态光栅的位置。

4.一种单端探测布里渊动态光栅传感的装置,其特征在于:其包括脉冲信号源、第一激光器、光纤分束器、第一电光调制器、微波信号源、滤波器、第一掺饵光纤放大器、第二电光调制器、高速光开关、第三电光调制器、第二掺饵光纤放大器、保偏隔离器、第一光纤偏振器、偏振分束合束器、传感光纤、第二光纤偏振器、保偏后向反射器、第二激光器、第四电光调制器、第三掺饵光纤放大器、保偏环形器、第三光纤偏振器、光电探测器和数据采集模块;

所述第一激光器输出端与光纤分束器输入端相连,光纤分束器的第一输出端与第一电光调制器的输入端相连,微波信号源输出端与第一电光调制器的微波输入端相连,第一电光调制器输出端与滤波器输入端相连,滤波器输出端与第一掺饵光纤放大器输入端相连,第一掺饵光纤放大器输出端与第二电光调制器输入端相连,脉冲信号源的第一输出端与第二电光调制器偏压输入端相连,第二电光调制器输出端与高速光开关输入端相连;光纤分束器的第二输出端与第三电光调制器输入端相连,脉冲信号源的第二输出端与第三电光调制器偏压输入端相连,第三电光调制器输出端与高速光开关的第二输入端相连;高速光开关输出端与第二掺饵光纤放大器输入端相连,第二掺饵光纤放大器输出端与保偏隔离器输入端相连,保偏隔离器输出端与第一光纤偏振器输入端相连,第一光纤偏振器输出端与偏振分束合束器慢轴输入端相连,偏振分束合束器输出端与传感光纤一端相连,传感光纤另一端与第二光纤偏振器输入端相连,第二光纤偏振器输出端与保偏后向反射器输入端相连;所述第二激光器输出端与第四电光调制器输入端相连,脉冲信号源第三输出端与第四电光调制器偏压输入端相连,第四电光调制器输出端与第三掺饵光纤放大器输入端相连,第三掺饵光纤放大器输出端与保偏环形器1端相连,保偏环形器2端与第三光纤偏振器输入端相连,第三光纤偏振器输出端与偏振分束合束器快轴输入端相连;保偏环形器3端与光电探测器输入端相连,光电探测器输出端与数据采集模块输入端相连,数据采集模块同步输出端与脉冲信号源同步输入端相连。

5.根据权利要求4所述的一种单端探测布里渊动态光栅传感的装置,其特征在于:所述第二电光调制器和第三电光调制器输出的脉冲信号的输出时间存在时间差,所述时间差通过所述脉冲信号源对于所述第二电光调制器和第三电光调制器的不同驱动时间进行调节。

6.根据权利要求4所述的一种单端探测布里渊动态光栅传感的装置,其特征在于:所述第二电光调制器和所述第三电光调制器输出的脉冲信号通过所述高速光开关分时输出,其中,所述第二电光调制器输出的脉冲信号比所述第三电光调制器输出的脉冲信号先通过所述高速光开关输出。

7.根据权利要求4所述的一种单端探测布里渊动态光栅传感的装置,其特征在于:所述脉冲信号源产生的用于驱动第四电光调制器的脉冲信号的上升沿的时间点紧跟所述脉冲信号源产生的用于驱动第三电光调制器的脉冲信号的下降沿。

8.根据权利要求4所述的一种单端探测布里渊动态光栅传感的装置,其特征在于:所述第二激光器采用频率可调节的窄线宽激光器。