CN103376120B - 一种基于光纤随机激光的长距离点式传感*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***，包括泵浦激光器、波分复用器或耦合器、长距离单模光纤、用于传感的波长选择器件、用于提高随机激光产生效率的波长选择器件、波长解调模块，所述波分复用器或耦合器包括1端口、公共端口和2端口，其中，泵浦激光器与波分复用器或耦合器的1端口连接，长距离单模光纤的一端与波分复用器或耦合器的公共端口连接，长距离单模光纤的另一端连接多个用于传感的波长选择器件，波分复用器或耦合器的2端口连接波长解调模块。本发明的结构接单，不需要复杂的***架构及昂贵的器件，使用时，打开泵浦激光器，调节泵浦激光器的输出功率达到合适的范围，则通过波长解调模块即可得到远距离的传感检测量。

Description

一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***
技术领域
本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种长距离点式传感***。
背景技术
光纤点式传感器具有很多优点：抗电磁干扰、尺寸小、无源、耐腐蚀等等。这些特点使得光纤点式传感器有极大的应用范围，它可以用于油井，天然气管道，隧道，桥梁等场合。由于客观条件的原因需要进行远距离遥测的时候，例如火山喷发、核辐射等环境危险，或者沙漠等人迹罕至的地区，需要采用各种技术手段远距离地提取传感信号。为了延长传感距离，现有的技术包括高速扫频激光器与拉曼放大，有源光纤遥泵放大等方法。上述实现方法一般需要复杂的***架构及昂贵的器件。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***，其结构简单传输距离远。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***，包括泵浦激光器、波分复用器或耦合器、长距离单模光纤、用于传感的波长选择器件、用于提高随机激光产生效率的波长选择器件、波长解调模块，所述波分复用器或耦合器包括1端口、公共端口和2端口，其中，泵浦激光器与波分复用器或耦合器的1端口连接，长距离单模光纤的一端与波分复用器或耦合器的公共端口连接，长距离单模光纤的另一端连接多个用于传感的波长选择器件，波分复用器或耦合器的2端口连接波长解调模块在波分复用器或耦合器的公共端口与长距离单模光纤间可再连接用于提高随机激光产生效率的波长选择器件。
进一步地，所述用于传感的波长选择器件的中心波长对应于波分复用器或耦合器的2端口输出激光波长范围，用于传感的波长选择器件具有高反射率。
进一步地，多个用于传感的波长选择器件间为串联，且各个用于传感的波长选择器件中心波长有间隔，但均位于泵浦光的拉曼增益谱范围之内。
进一步地，所述波分复用器或耦合器的公共端口与长距离单模光纤间的用于提高随机激光产生效率的波长选择器件的中心波长对应于于一阶随机激光的波长范围，且具有高反射率。
进一步地，连接在长距离单模光纤另一端的用于传感的波长选择器件的中心波长响应二阶随机激光的输出激光波长，且用于传感的波长选择器件为高反射率。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：所用作为长距离点式传感***的激光源为光纤随机激光，一阶随机激光输出频率在所用泵浦光源的激光器输出激光的频率下移大约13THz（二阶随机激光下移约26THz），打开泵浦激光器，调节泵浦激光器的输出功率达到合适的范围，则通过波长解调模块即可得到远距离的传感检测量，因此，本发明的结构接单，不需要复杂的***架构及昂贵的器件。
附图说明
图1是实施例一的长距离点式传感***框图；
图2是实施例二的长距离点式传感***框图；
图3是实施例一的长距离点式传感***温度响应曲线；
图4是在室温下实施例一的长距离点式传感***输出频谱。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例一：
参见图1，一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***，其是基于一阶随机激光的点式传感***，***包括泵浦激光器1，波分复用器2，长距离单模光纤3，波长选择器件4，波长选择器件4优选光纤布拉格光栅(FBG)；所述泵浦激光器1连接波分复用器2的1端口，所述波分复用器2的公共端口连接长距离单模光纤3的一端，长距离单模光纤3的另一端连接波长选择器件4，波分复用器2的2端口连接波长解调模块5，波长解调模块5即可得到远距离的传感检测量。
图3为基于光纤随机激光一阶随机激光的FBG传感器温度响应图，从图中可以看到，在对长距离光纤和FBG同时加热和对FBG单独加热时的FBG两种情况波长漂移是吻合的，光纤所受环境温度对传感参数没有影响，且波长解调模块测得的中心波长对光纤远端FBG所受温度呈线性响应。
图4是光纤随机激光长距离点式传感器的输出频谱，可以看到对于光信噪比可达到20dB。
实施例二：
参见图2，一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***，其是相当于基于二阶随机激光的点式传感***，器件包括泵浦激光器1，波分复用器2，波长选择器件4，长距离单模光纤3，波长选择器件4；所述泵浦激光器1连接波分复用器2的1端口，所述波分复用器2的公共端口先连接波长选择器件4，然后波长选择器件4再连接长距离单模光纤3的一端，长距离单模光纤3另一端再连接波长选择器件4，波分复用器2的2端口连接波长解调模块5。
基于随机激光的长距离点式传感***，其检测步骤为：打开泵浦激光器1；调节泵浦激光器1的输出功率；通过波长解调模块6即可得到传感检测量。

Claims (2)

1.一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***，其特征在于：包括泵浦激光器、波分复用器或耦合器、长距离单模光纤、用于传感的波长选择器件、波长解调模块、用于提高随机激光产生效率的波长选择器件，所述波分复用器或耦合器包括1端口、公共端口和2端口，其中，泵浦激光器与波分复用器或耦合器的1端口连接，长距离单模光纤的一端与波分复用器或耦合器的公共端口连接，长距离单模光纤的另一端连接多个用于传感的波长选择器件，波分复用器或耦合器的2端口连接波长解调模块，所述用于传感的波长选择器件的中心波长对应于波分复用器或耦合器的2端口输出激光波长范围，用于传感的波长选择器件具有高反射率,在波分复用器或耦合器的公共端口与长距离单模光纤间再连接用于提高随机激光产生效率的波长选择器件，所述波分复用器或耦合器的公共端口与长距离单模光纤间的用于提高随机激光产生效率的波长选择器件的中心波长对应于一阶随机激光的波长范围，且具有高反射率，连接在长距离单模光纤另一端的用于传感的波长选择器件的中心波长响应二阶随机激光的输出激光波长，且用于传感的波长选择器件为高反射率。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤随机激光的长距离点式传感***，其特征在于：多个用于传感的波长选择器件采用串联复用的形式，且各个用于传感的波长选择器件中心波长有间隔，但均位于泵浦光的拉曼增益谱范围之内。
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