CN105846890A - 一种公里级测量距离的光纤检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于包括：扫频激光源、PC模块、线性扫描驱动控制模块、耦合器、待检测光纤，所述耦合器上设置有供耦合的第三引脚和第四引脚，所述第三引脚与参考信号支路相连，所述第四引脚与控制电路模块相连，所述控制电路模块包括依次串联的编码器和与所述编码器相连的第一支路，所述第一支路包括相互串联的第一偏振分光器、第一平衡接收器和第一平方滤波器，所述编码器与所述第四引脚相连。采用闭环反馈光锁相式激光扫频方法，实现了线性扫频范围60GHz、线宽小于10KHz的激光，可支持公里级距离范围的光频域反射仪。

Description

一种公里级测量距离的光纤检测装置
技术领域
本发明涉及一种光纤检测装置，尤其涉及一种公里级测量距离的光纤检测装置。
背景技术
激光线宽和扫频范围分别决定OFDR可测的距离范围和定位精度。目前报道的激光扫频可分为两类：其一、激光内调制扫频。通过调谐激光谐振腔参数实现激光扫频，这种扫频方式面临的主要技术瓶颈是，激光线宽与扫频范围互相制约。窄线宽激光的谐振腔较长或者复合腔，选模机制复杂，导致扫频范围受限，定位精度限于厘米量级；反之，可支持大范围扫频的短腔或单腔激光器的线宽却较宽，测量距离限于百米量级。因此，基于内调制扫频的OFDR，不能在测量距离和定位精度上兼得；其二，激光外调制扫频。通过外接光频调制器，实现光频扫描。这种方法面临的技术瓶颈是扫频范围受限于微波驱动信号的扫频范围和光调制器的带宽。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种公里级测量距离的光纤检测装置，能够实现公里级测量距离的水准。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于包括：扫频激光源、与所述扫频激光源相连的PC模块、与所述PC模块相连的线性扫描驱动控制模块、与所述线性扫描驱动控制模块相连的耦合器、与所述耦合器相连的待检测光纤，所述耦合器上设置有供耦合的第三引脚和第四引脚，所述第三引脚与参考信号支路相连，所述第四引脚与控制电路模块相连，所述控制电路模块包括依次串联的编码器和与所述编码器相连的第一支路，所述第一支路包括相互串联的第一偏振分光器、第一平衡接收器和第一平方滤波器，所述编码器与所述第四引脚相连。
优选的，所述线性扫描驱动控制模块包括相互并联设置的调制器和直流偏置器。
优选的，所述参考信号支路上依次串接有参考臂和法拉第镜，所述参考臂与所述第三引脚相连，所述参考臂中间抽头与声光移频器相连。
优选的，所述编码器上设置有与所述编码器相连的第二支路，所述第二支路包括相互串联的第二偏振分光器、第二平衡接收器和第二平方滤波器，所述第二偏振分光器上设置有与第一平衡接收器上第一信号接收端相连的第二信号反馈端，所述第二平衡接收器上设置有与第一偏振分光器上第一信号反馈端相连的第二信号接收端。
优选的，所述第一平方滤波器和第二平方滤波器分别与信号处理模块相连。
优选的，所述信号处理模块与滤波器相连。
本发明的优点在于：通过采用上述结构，利用扫频激光源发出的扫频光信号，将其与同频的参考信号比较，获得激光扫频非线性和相位噪声的误差信号，用于反馈控制激光驱动电流，闭环校正激光扫频和相位噪声，实现扫频光信号与参考信号的相位锁定，从而获得相噪得到有效抑制的线性扫频光信号。采用闭环反馈光锁相式激光扫频方法，实现了线性扫频范围60GHz、线宽小于10KHz的激光，可支持公里级距离范围的光频域反射仪。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的描述；
图1是本发明一种公里级测量距离的光纤检测装置的工作原理图；
图中：1-扫频激光源、2-PC模块、31-调制器、32-直流偏置器、4-耦合器、41-第三引脚、42-第四引脚、5-编码器、6-第一偏振分光器、7-第一平衡接收器、8-第一平方滤波器、9-参考臂、10-法拉第镜、11-声光移频器、12-第二偏振分光器、13-第二平衡接收器、14-第二平方滤波器、15-第一信号接收端、16-第二信号反馈端、17-第一信号反馈端、18-第二信号接收端、19-信号处理模块、20-滤波器、21-待检测光纤。
具体实施方式
本发明的公里级测量距离的光纤检测装置包括扫频激光源1、与扫频激光源1相连的PC模块2、与PC模块2相连的线性扫描驱动控制模块、与线性扫描驱动控制模块相连的耦合器4、与耦合器4相连的待检测光纤21，耦合器4上设置有供耦合的第三引脚41和第四引脚42，第三引脚41与参考信号支路相连，第四引脚42与控制电路模块相连，控制电路模块包括依次串联的编码器5和与编码器5相连的第一支路，第一支路包括相互串联的第一偏振分光器6、第一平衡接收器7和第一平方滤波器8，编码器与第四引脚42相连。通过采用上述结构，利用扫频激光源1发出的扫频光信号，将其与同频的参考信号比较，获得激光扫频非线性和相位噪声的误差信号，用于反馈控制激光驱动电流，闭环校正激光扫频和相位噪声，实现扫频光信号与参考信号的相位锁定，从而获得相噪得到有效抑制的线性扫频光信号。采用闭环反馈光锁相式激光扫频方法，实现了线性扫频范围60GHz、线宽小于10KHz的激光，可支持公里级距离范围的光频域反射仪。
上述的线性扫描驱动控制模块包括相互并联设置的调制器31和直流偏置器32。参考信号支路上依次串接有参考臂9和法拉第镜10，参考臂9与第三引脚41相连，参考臂9中间抽头与声光移频器11相连。
编码器5上设置有与编码器5相连的第二支路，第二支路包括相互串联的第二偏振分光器12、第二平衡接收器13和第二平方滤波器14，第二偏振分光器12上设置有与第一平衡接收器7上第一信号接收端15相连的第二信号反馈端16，第二平衡接收器13上设置有与第一偏振分光器6上第一信号反馈端17相连的第二信号接收端18。第一平方滤波器8和第二平方滤波器14分别与信号处理模块19相连，信号处理模块19与滤波器20相连。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于包括：扫频激光源、与所述扫频激光源相连的PC模块、与所述PC模块相连的线性扫描驱动控制模块、与所述线性扫描驱动控制模块相连的耦合器、与所述耦合器相连的待检测光纤，所述耦合器上设置有供耦合的第三引脚和第四引脚，所述第三引脚与参考信号支路相连，所述第四引脚与控制电路模块相连，所述控制电路模块包括依次串联的编码器和与所述编码器相连的第一支路，所述第一支路包括相互串联的第一偏振分光器、第一平衡接收器和第一平方滤波器，所述编码器与所述第四引脚相连。
2.如权利要求1所述的一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于：所述线性扫描驱动控制模块包括相互并联设置的调制器和直流偏置器。
3.如权利要求1所述的一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于：所述参考信号支路上依次串接有参考臂和法拉第镜，所述参考臂与所述第三引脚相连，所述参考臂中间抽头与声光移频器相连。
4.如权利要求1所述的一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于：所述编码器上设置有与所述编码器相连的第二支路，所述第二支路包括相互串联的第二偏振分光器、第二平衡接收器和第二平方滤波器，所述第二偏振分光器上设置有与第一平衡接收器上第一信号接收端相连的第二信号反馈端，所述第二平衡接收器上设置有与第一偏振分光器上第一信号反馈端相连的第二信号接收端。
5.如权利要求4所述的一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于：所述第一平方滤波器和第二平方滤波器分别与信号处理模块相连。
6.如权利要求5所述的一种公里级测量距离的光纤检测装置，其特征在于：所述信号处理模块与滤波器相连。
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