CN102607619A - 一种光纤电光传感*** - Google Patents

一种光纤电光传感*** Download PDF

Info

Publication number
CN102607619A
CN102607619A CN2012100632430A CN201210063243A CN102607619A CN 102607619 A CN102607619 A CN 102607619A CN 2012100632430 A CN2012100632430 A CN 2012100632430A CN 201210063243 A CN201210063243 A CN 201210063243A CN 102607619 A CN102607619 A CN 102607619A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
electro
optical
photoelectric receiving
distributed feedback
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100632430A
Other languages
English (en)
Inventor
高培良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Optoelectronic Technology Co Ltd Tianjin Odd Spectrum
Original Assignee
Optoelectronic Technology Co Ltd Tianjin Odd Spectrum
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Optoelectronic Technology Co Ltd Tianjin Odd Spectrum filed Critical Optoelectronic Technology Co Ltd Tianjin Odd Spectrum
Priority to CN2012100632430A priority Critical patent/CN102607619A/zh
Publication of CN102607619A publication Critical patent/CN102607619A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

本发明涉及一种光纤电光传感***，其主要技术特点是：包括一个DFB激光器及其驱动控制***、一个电光传感器、一个光电接收***及其驱动控制电路和一个传感信号分析处理***；所述的DFB激光器的输出端口连接电光传感器，所述的电光传感器的输出端口连接到光电接收***，所述的光电接收***的输出信号通过光电接收***的驱动控制电路输入到传感信号分析处理***。本发明设计合理，扩大了光电传感器的应用范围，不仅能够克服电磁等环境因素的影响，而且能够适合远距离传感的应用需要，便于形成传感网络，具有应用广泛、成本低、易于安装及生产等特点，可广泛用于远距离和严酷环境中的传感信号传输。

Description

一种光纤电光传感***
技术领域
本发明属于光电领域，尤其是一种光纤电光传感***。
背景技术
电子传感器***能够将各种将物理量或化学量变化转变为电压或电流量，其技术比较成熟，也有着广泛的应用。但是，在需要进行远距离传感信号传输和控制的传感测量或安全报警等***中，电子传感器的传输***往往容易受到电磁等外界环境的干扰，同时，传统电子传感器***也难以构成传感网络。随着光纤技术的不断发展，光纤传感***在光纤通讯领域得到了越来越多的应用。光纤传感***具有抗电磁干扰和潮湿、耐腐蚀、重量轻等特点，而且，易于形成传感网络和进行远距离传感信号的传输。光纤传感***存在的缺点是：光纤传感器和信号处理***比较贵，对有些物理或化学量的测试精度较低或很难制作相应光纤传感器去测试，因此，现有的光纤传感器及***的传感应用领域远远没有传统的电子传感***广泛。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电子传感技术与光前传感技术相结合且易于形成传感网络和远距离传输的光纤电光传感***。
本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种光纤电光传感***，包括一个DFB激光器及其驱动控制***、一个电光传感器、一个光电接收***及其驱动控制电路和一个传感信号分析处理***；所述的DFB激光器的输出端口连接电光传感器，所述的电光传感器的输出端口连接到光电接收***，所述的光电接收***的输出信号通过光电接收***的驱动控制电路输入到传感信号分析处理***。
而且，所述的DFB激光器采用单模光纤耦合到电光传感器，所述的电光传感器采用单模光纤耦合到光电接收***。
而且，所述的DFB激光器、电光传感器、光电接收***之间通过单模光纤的电弧融化焊接或光纤连接器连接。
而且，所述的DFB激光器的输出光波长为1310纳米、1480纳米附近或1520～1610纳米范围内。
而且，所述的光电接收***的响应光谱范围和DFB激光器输出光的光谱相同或接近。
而且，所述的电光传感器由电子传感***和可调光衰减器连接构成，所述的电子传感***包括一个电子传感器及其驱动电路和输出信号处理电路，所述的可调光衰减器包括一个光衰减器和一个可调光衰减器的驱动电路，电子传感器接收信号后经输出信号处理电路后连接到可调光衰减器的驱动电路上并经光衰减器的输出端口输出。
而且，所述的可调光衰减器的光谱响应范围和DFB激光器的光谱相同，对光功率的衰减在0～60dB范围内。
而且，所述的电子传感器是任何一种能将外界物理量或化学量通过所述的电子传感器的驱动电路和输出信号处理电路转变为电压或电流的传感器。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，采用了窄带输出的DFB激光器作为光源，并利用传统的电子传感器和光纤通讯中常用的可变光衰减器的结合而形成，扩大了光电传感器的应用范围，能够克服电磁等环境因素的影响，又能够适合于远距离传感的应用需要，便于形成传感网络，具有应用广泛、成本低、易于安装及生产等特点，可广泛用于远距离和严酷环境中的传感信号传输。
附图说明
图1是一个电子传感***的示意图；
图2是一个带光纤尾纤的有两个端口的可调光衰减器的示意图；
图3是一种光纤电光传感器的示意图；
图4是简化的光纤电光传感器的示意图；
图5是一个光纤电光传感***的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
图1给出了一种电子传感***的示意图，该电子传感器***7包括电子传感器4、驱动电路控制2和输出信号处理电路6。电子传感器4定义为任何一种在电子电路驱动下，能将物理或化学量及其变化转变为电压或电流的变化形式的传感器件。该类传感器件是一种技术非常成熟的器件，其种类繁多，应用广泛。
图2给出了一种可调光衰减器15的示意图。该可调光衰减器15包括带光纤尾纤的输入端口8、光衰减器12、带光纤尾纤的输出端口14及其驱动电路10。可调光衰减器15的工作原理是：光信号经耦合由输入端口8输入，光衰减器12通过驱动电路在一定的电压或电流的作用下，对输入光产生一定的衰减，由输出端口14输出。常用的可调光衰减器的衰减范围可达0～50dB，甚至更高。光衰减器12的种类有机械的、微电机***(MEMS)、液晶的和电光晶体的等等。在光纤通讯中，可调光衰减器有着广泛的应用。在光纤通讯中，这类器件不仅能满足对光谱特性的要求，也可以降低成本。
下面对本发明的各组成部分进行说明：
图3给出了一种电光传感器的示意图。该电光传感器17是由电子传感***7和可调光衰减器15结合而成。电子传感***17中的输出信号直接连接到可调光衰减器15的驱动电路10，该驱动电路10具有接收和处理从输出信号处理电路6的输出信号的功能，经一定的信号处理可驱动可调光衰减器15。因此，电光传感器17有效地把电子传感器4对外界的物理或化学量的感应转换成对输入到输入端口8的光信号的衰减的变化，光信号通过输出端口14输出。
为说明方便，可以将图3的电光传感器简化为一个框图，如图4所示，该电光传感器16包括带单模光纤尾纤的输入端口8和输出端口14。
下面对本发明的***构成进行说明：
如图5所示，一种光纤电光传感***29包括一个DFB激光器(分布式反馈激光器)20及其驱动控制***22、一个电光传感器16、一个光电接收***24及其驱动控制电路26和传感信号分析处理电路28。
在光纤电光传感***29中，DFB激光器20的输出一般是由单模光纤耦合输出，利用光纤的连接(连接方式可以是常用的电弧融化焊接或光纤连接器的连接)耦合到电光传感器16的输入端口8，电光传感器16的输出端口14一般可以将输出光先经准直后，耦合到光电接收***24。光电接收***24由其驱动控制电路26进行驱动控制并将信号传输到传感信号分析和处理***。DFB激光器20输出的波长范围应为单模光纤的通讯窗口，一般为1310纳米，1480纳米附近及C带或L带(1520～1610纳米)范围内。DFB激光器20的输出功率要求可根据具体的需求而定，市场上已有的这类激光器的输出功率通常从几个毫瓦到几瓦。如要求传感信号的传输距离远的应用，应选择输出功率较强的DFB激光器。一般，应至少大于1毫瓦，以提高传感精度。由于在C带和L带(光波长范围约为的光在光纤中的传输损耗很小，(约为：0.1dB/100千米)，因此，DFB激光器20和光电接收***24可以放置在离开电光传感器较远的位置。本发明易于实现远距离的传感，监控和测试要求。
DFB激光器20的输出也可以通过准直透镜耦合输出，并通过自由空间耦合到无光纤尾纤的自由空间形式的可调光衰减器上。这样可以使作为传感***光源的激光器和电光传感器合为一体，可以降低成本和缩小***的尺寸。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种光纤电光传感***，其特征在于：包括一个DFB激光器及其驱动控制***、一个电光传感器、一个光电接收***及其驱动控制电路和一个传感信号分析处理***；所述的DFB激光器的输出端口连接电光传感器，所述的电光传感器的输出端口连接到光电接收***，所述的光电接收***的输出信号通过光电接收***的驱动控制电路输入到传感信号分析处理***。
2.根据权利要求1所述的一种光纤电光传感***，其特征在于：所述的DFB激光器采用单模光纤耦合到电光传感器，所述的电光传感器采用单模光纤耦合到光电接收***。
3.根据权利要求2所述的一种光纤电光传感***，其特征在于：所述的DFB激光器、电光传感器、光电接收***之间通过单模光纤的电弧融化焊接或光纤连接器连接。
4.根据权利要求1所述的一种光纤电光传感***，其特征在于：所述的DFB激光器的输出光波长为1310纳米附近、1480纳米附近或1520～1610纳米范围内。
5.根据权利要求4所述的一种光纤电光传感***，其特征在于：所述的光电接收***的响应光谱范围和DFB激光器输出光的光谱相同或接近。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种光纤电光传感***，其特征在于：所述的电光传感器由电子传感***和可调光衰减器连接构成，所述的电子传感***包括一个电子传感器及其驱动电路和输出信号处理电路，所述的可调光衰减器包括一个光衰减器和一个可调光衰减器的驱动电路，电子传感器接收信号后经输出信号处理电路后连接到可调光衰减器的驱动电路上并经光衰减器的输出端口输出。
7.根据权利要求6所述的一种光纤电光传感***，其特征在于：所述的可调光衰减器的光谱响应范围和DFB激光器的光谱相同，对光功率的衰减在0～60dB范围内。
8.根据权利要求6所述的一种光纤电光传感***，其特征在于：所述的电子传感器是任何一种能将外界物理量或化学量通过所述的电子传感器的驱动电路和输出信号处理电路转变为电压或电流的传感器。
CN2012100632430A 2012-03-08 2012-03-08 一种光纤电光传感*** Pending CN102607619A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100632430A CN102607619A (zh) 2012-03-08 2012-03-08 一种光纤电光传感***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100632430A CN102607619A (zh) 2012-03-08 2012-03-08 一种光纤电光传感***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102607619A true CN102607619A (zh) 2012-07-25

Family

ID=46525210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100632430A Pending CN102607619A (zh) 2012-03-08 2012-03-08 一种光纤电光传感***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102607619A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6166816A (en) * 1998-12-31 2000-12-26 Blake; James N. Combination fiber optic current/voltage sensor
CN1455881A (zh) * 2000-09-11 2003-11-12 皮雷利有限公司 用来把信号分配给多个用户设备的网络
US6670799B1 (en) * 2000-05-03 2003-12-30 Nxt Phase Corporation Optical current measuring for high voltage systems
GB2400172B (en) * 2003-04-05 2006-03-15 Xuekang Shan A diffractive MEMS based optial AC current sensor
CN101867372A (zh) * 2009-04-15 2010-10-20 中国科学院半导体研究所 一种单边带调制时域展宽模数转换器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6166816A (en) * 1998-12-31 2000-12-26 Blake; James N. Combination fiber optic current/voltage sensor
US6670799B1 (en) * 2000-05-03 2003-12-30 Nxt Phase Corporation Optical current measuring for high voltage systems
CN1455881A (zh) * 2000-09-11 2003-11-12 皮雷利有限公司 用来把信号分配给多个用户设备的网络
GB2400172B (en) * 2003-04-05 2006-03-15 Xuekang Shan A diffractive MEMS based optial AC current sensor
CN101867372A (zh) * 2009-04-15 2010-10-20 中国科学院半导体研究所 一种单边带调制时域展宽模数转换器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101929880B (zh) 一种新型布里渊光时域分析器
CN102156221B (zh) 一种基于光子集成回路的微波频率瞬时测量装置及方法
CN103308082A (zh) 一种单环镶嵌谐振腔耦合m-z干涉仪的传感结构
CN103115633A (zh) 利用相位生成载波降低干涉路径散（反）射光干扰的方法
CN103345020A (zh) 基于三芯光纤的马赫曾德干涉仪
CN101949743B (zh) 一种新型布里渊光时域分析仪
CN103776475A (zh) 基于线性滤波器和光电探测器的光纤传感器及传感方法
CN102121851B (zh) 一种阵列光纤长度差距的测量方法
CN105547336A (zh) 基于光电振荡环路的光纤光栅传感解调装置和方法
CN104617473A (zh) 低插损三环路窄线宽布里渊光纤激光器
CN202041323U (zh) 一种分布式光纤多参量传感器
CN102003971A (zh) 一种消除光纤传感器中背向散射光影响的方法
CN102853857B (zh) 一种长距离光纤布里渊光时域分析器
CN102261978B (zh) 基于双芯双孔光纤实现液压传感的方法及装置
CN204694372U (zh) 一种基于fbg的低成本可拓展光纤光栅传感解调器
CN103257110A (zh) 用于激光在线气体分析的信号传输方法及其传输装置
CN203785693U (zh) 基于线性滤波器和光电探测器的光纤传感器
CN102607619A (zh) 一种光纤电光传感***
CN204831356U (zh) 输电线路及杆塔状态监测***
CN204027582U (zh) 一种智能化多通道光纤分布式传感***
CN208672181U (zh) 一种利用光纤光栅进行分布式传感的测温装置
CN203908511U (zh) 一种光纤光栅应变检测装置
CN102393272A (zh) 基于锥形光纤的光纤布拉格光栅液压传感方法
CN206601204U (zh) 一种利用长周期光纤光栅的测温装置
CN202994433U (zh) 一种y型光波导参数测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120725