CN104296965A - 一种ofdr实验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光纤传感器技术领域，尤其涉及了一种OFDR实验系统。本发明公开了一种OFDR实验系统，包括扫频激光源、偏振控制器、电光调制器、干涉系统、硫化铅探测器、平衡接收机、信号处理系统，所述扫频激光源经过偏振控制器连接于电光调制器的激光输入口，电光调制器的激光输出口与干涉系统相连；所述干涉系统通过硫化铅探测器与平衡接收机的输入端连接，且平衡接收机的输出端连接有信号处理系统。本发明可以有效评估受损情况，有利于事故的预警。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感器技术领域，尤其涉及了一种OFDR实验系统。
背景技术
随着光纤越来越多的应用于更多的领域，与光纤相关的检测技术和传感技术的应用范围也越加广泛，如飞机和舰船内部的使用光纤的通信网，光链路与光器件的故障会成为危及其安全的重要因素，其要求的故障检测定位精度小于1mm；分布式光纤传感可用于对桥梁、大坝、矿井、隧道等关键构件的应力分布进行mm级高空间分辨测量，可以有效评估其受损情况，利于事故预警。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种OFDR实验系统，可以有效评估受损情况，有利于事故的预警。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种OFDR实验系统，包括扫频激光源、偏振控制器、电光调制器、干涉系统、硫化铅探测器、平衡接收机、信号处理系统，所述扫频激光源经过偏振控制器连接于电光调制器的激光输入口，电光调制器的激光输出口与干涉系统相连；所述干涉系统通过硫化铅探测器与平衡接收机的输入端连接，且平衡接收机的输出端连接有信号处理系统；所述干涉系统由第一保偏光纤耦合器、待测光纤、第二保偏光纤耦合器、参考臂以及法拉第镜组成，所述第一保偏光纤耦合器的A端口与电光调制器的激光输出口相连接、B端口与第二保偏光纤耦合器相连接、C端口连接于待测光纤、D端口连接于法拉第镜，且第一保偏光纤耦合器的D端口与法拉第镜的连接部构成参考臂。
其中偏振控制器的作用是使进入电光调制器的激光具有良好的偏振特性；法拉第镜在该系统起到反射镜的作用，同时可以稳定反射光的偏振态。
作为一种优选方案，所述电光调制器为双平行马赫-曾德尔调制器，包括第一电接口a、第二电接口b，所述第一电接口a施加直流偏压，所述第二电接口b施加90度相位差的线性扫频RF驱动信号。
作为一种优选方案，所述硫化铅探测器包括第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器，所述第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器的输入端均与第二保偏光纤耦合器相连；所述平衡接收机包括第一平衡接收机、第二平衡接收机，所述第一平衡接收机的输入端分别与第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器的输出端相连，第二平衡接收机的输入端分别与第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器的输出端相连；所述第一平衡接收机、第二平衡接收机的输出端均连接于信号处理系统。
作为一种优选方案，所述信号处理系统包括第一带通滤波器、第二带通滤波器以及低通滤波器，所述第一带通滤波器的输入端与第一平衡接收机的输出端相连、第二带通滤波器的输入端与第二平衡接收机的输出端相连，且第一带通滤波器、第二带通滤波器的输出端并接叠加后连接于低通滤波器。
作为一种优选方案，所述待测光纤为熊猫型、领结型或者椭圆型。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1. 能够精确的控制偏振态，获得稳定的偏振模式，使光纤对外界因素干扰的影响显著小，有效评估受损情况，有利于事故的预警；
2. 系统结构简单，所用光学器件价格相对低廉，使用方便，性价比高，提高了系统的稳定性和灵敏度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，一种OFDR实验系统，包括扫频激光源1、偏振控制器2、电光调制器3、干涉系统、硫化铅探测器、平衡接收机、信号处理系统，所述扫频激光源1经过偏振控制器2连接于电光调制器3的激光输入口，电光调制器3的激光输出口与干涉系统相连；所述干涉系统通过硫化铅探测器与平衡接收机的输入端连接，且平衡接收机的输出端连接有信号处理系统；所述干涉系统由第一保偏光纤耦合器4、待测光纤5、第二保偏光纤耦合器6、参考臂7以及法拉第镜8组成，所述第一保偏光纤耦合器4的A端口与电光调制器3的激光输出口相连接、B端口与第二保偏光纤耦合器6相连接、C端口连接于待测光纤5、D端口连接于法拉第镜8，且第一保偏光纤耦合器4的D端口与法拉第镜8的连接部构成参考臂7。
实施例1：所述电光调制器3为双平行马赫-曾德尔调制器，包括第一电接口a、第二电接口b，所述第一电接口a施加直流偏压，所述第二电接口b施加90度相位差的线性扫频RF驱动信号；所述硫化铅探测器包括第一硫化铅探测器9、第二硫化铅探测器10，所述第一硫化铅探测器9、第二硫化铅探测器10的输入端均与第二保偏光纤耦合器6相连；所述平衡接收机包括第一平衡接收机11、第二平衡接收机12，所述第一平衡接收机11的输入端分别与第一硫化铅探测器9、第二硫化铅探测器10的输出端相连，第二平衡接收机12的输入端分别与第一硫化铅探测器9、第二硫化铅探测器10的输出端相连；所述第一平衡接收机11、第二平衡接收机12的输出端均连接于信号处理系统；所述信号处理系统包括第一带通滤波器13、第二带通滤波器14以及低通滤波器15，所述第一带通滤波器13的输入端与第一平衡接收机11的输出端相连、第二带通滤波器14的输入端与第二平衡接收机12的输出端相连，且第一带通滤波器13、第二带通滤波器14的输出端并接叠加后连接于低通滤波器15；所述待测光纤5为熊猫型、领结型或者椭圆型。具体实施时，通过对双平行马赫-曾德尔调制器施加90度相位差的线性扫频RF驱动信号，实现光频扫描，扫频范围为10GHz，理论空间分辨率为△x=c/2nFs=0.01m=10cm，扫频激光源1选用的激光器采用线宽△v0=15KHz的外腔半导体激光器（ECL），其光纤中的相干长度约12km。
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 (5)
1.一种OFDR实验系统，其特征在于：包括扫频激光源、偏振控制器、电光调制器、干涉系统、硫化铅探测器、平衡接收机、信号处理系统，所述扫频激光源经过偏振控制器连接于电光调制器的激光输入口，电光调制器的激光输出口与干涉系统相连；所述干涉系统通过硫化铅探测器与平衡接收机的输入端连接，且平衡接收机的输出端连接有信号处理系统；所述干涉系统由第一保偏光纤耦合器、待测光纤、第二保偏光纤耦合器、参考臂以及法拉第镜组成，所述第一保偏光纤耦合器的A端口与电光调制器的激光输出口相连接、B端口与第二保偏光纤耦合器相连接、C端口连接于待测光纤、D端口连接于法拉第镜，且第一保偏光纤耦合器的D端口与法拉第镜的连接部构成参考臂。
2.根据权利要求1所述的一种OFDR实验系统，其特征在于：所述电光调制器为双平行马赫-曾德尔调制器，包括第一电接口a、第二电接口b，所述第一电接口a施加直流偏压，所述第二电接口b施加90度相位差的线性扫频RF驱动信号。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种OFDR实验系统，其特征在于：所述硫化铅探测器包括第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器，所述第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器的输入端均与第二保偏光纤耦合器相连；所述平衡接收机包括第一平衡接收机、第二平衡接收机，所述第一平衡接收机的输入端分别与第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器的输出端相连，第二平衡接收机的输入端分别与第一硫化铅探测器、第二硫化铅探测器的输出端相连；所述第一平衡接收机、第二平衡接收机的输出端均连接于信号处理系统。
4.根据权利要求3所述的一种OFDR实验系统，其特征在于：所述信号处理系统包括第一带通滤波器、第二带通滤波器以及低通滤波器，所述第一带通滤波器的输入端与第一平衡接收机的输出端相连、第二带通滤波器的输入端与第二平衡接收机的输出端相连，且第一带通滤波器、第二带通滤波器的输出端并接叠加后连接于低通滤波器。
5.根据权利要求1所述的一种OFDR实验系统，其特征在于：所述待测光纤为熊猫型、领结型或者椭圆型。
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