CN110672137B - 基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统 - Google Patents

基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统。系统主要包括：双波长光源、波分复用器件、光纤干涉仪、光电探测器和微波相位检测单元。本发明通过利用波分复用技术将双波长光源产生的两个波长(频率)分量进行解复用，使其分别沿着光纤干涉仪的参考臂和传感臂传输，其中传感臂信号的相位受待测振动信号影响而变化，与参考臂传输的光信号合路后，一起输入到光电探测器，从而拍频产生微波信号。该过程将待测振动信号导致的相位变化映射为光子生成微波信号的相位变化，因此通过检测该微波信号的相位变化即可解调出待测振动信息。本发明结构简单，同时利用波分复用和微波光子技术，提高了光纤振动传感系统的精度和动态范围。

Description

基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统
技术领域
本发明涉及光纤光学、光纤传感、微波光子、声呐、地震、周界安防等振动监测技术领域，尤其涉及一种基于波分技术和微波光子的干涉型光纤振动传感系统。
背景技术
振动传感在地震监测、轨道交通、水听器、周界安防、油井以及建筑工程和基础设施等的状态监测中具有广泛的应用。相比于传统的机械式或压电式振动传感系统，光纤振动传感器由于采用体积小、损耗低的光纤作为振动信号的传感单元和传输单元，因此具有结构简单、灵敏度高和抗电磁干扰等优点。根据调制方式的不同，目前光纤振动传感器可分为强度调制型、相位调制型、波长调制型、偏振态调制型和模式调制型。其中，基于光纤干涉仪的相位调制型光纤振动传感器技术较为成熟，应用也比较广泛。
传统的干涉型光纤振动传感系统的两个干涉臂传输相同波长的光信号，经过传感臂带有振动信息的光信号与参考臂光信号在干涉仪输出端合路干涉，从而将外界待测振动信号引起的相位变化转化成输出光信号的功率变化，然后通过检测输出光信号的功率即可解调出待测振动信号。该解调方式往往需要采用较长的传感光纤来提高测量灵敏度，增加了偏振态与外界环境对系统的影响；另外，输出光功率与待测振动信号呈正弦关系。因此需要采用一定的方法来减弱偏振衰落和相位衰落造成的影响，这使得系统的复杂度增加。
发明内容
本发明提供了一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，以解决现有干涉型光纤振动传感系统存在的传感单元体积大、解调系统结构复杂和稳定性差等问题，提升振动传感系统灵敏度和动态范围等技术指标。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明提供了一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，包括：双波长光源、波分复用器件、光纤干涉仪、光电探测器和微波相位检测单元；其中：
所述双波长光源输出两个波长不同的光信号，由所述波分复用器件根据波长特性将其解复用为两路，使其分别沿着所述光纤干涉仪的参考臂和传感臂传输；
所述光纤干涉仪输出的两个光信号在合路后，由所述光电探测器转换成电信号并送至微波相位检测单元，所述微波相位检测单元对所述微波信号的相位进行解调后即可得到待测振动信号。
进一步地，所述双波长光源输出的两个光信号的波长(频率)分别为λ0(f0)，λ1(f1)，且这两个光信号具有相干性，所述双波长光源可由相互锁定的两个单纵模激光器、双波长或多波长激光器或单纵模激光器加外调制技术等方式实现；
进一步地，所述波分复用器件用于将双波长光源输出的两个波长分量进行解复用，并分别注入到所述光纤干涉仪的两个支路上，其实际上为具有双输出端口的双通带光滤波器，两个通道对应的中心频率与双波长光源频率一致，分别为f0，f1，由两个端口分别输出，可由任意商用波分复用器件实现，如阵列波导光栅(AWG)、光纤布拉格光栅或薄膜干涉型波分复用器件；
进一步地，所述光纤干涉仪用于直接感知外界振动信息，包括但不限于马赫曾德尔干涉仪、迈克尔逊干涉仪和Sagnac干涉仪，其两个干涉臂传输的光信号频率分别f0和f1，频率为f0和f1的两个光信号由所述波分复用器件实现分路和合路；
进一步地，所述波分复用器件与所述光纤干涉仪共同构成波分干涉型光纤振动传感单元；
进一步地，所述光电探测器用于将所述波分干涉型光纤振动传感单元输出的光信号拍频转换为微波信号，该微波信号的频率为fm＝|f0-f1|，因此所述光电探测器的带宽应大于fm；该微波信号的相位随外界待测振动信号变化，因此通过所述微波相位检测单元可解调出待测振动信号。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，通过采用波分复用技术使干涉仪的两个臂传输不同的频率分量f0和f1，从而将振动引起的相位差转换为光电探测器输出微波信号的相位变化。由于现有波分复用器件技术的发展和成熟，实际操作比较简单，成本较低，且系统稳定性较高；将待测振动信号映射到微波信号的相位变化上，利用现有成熟的相位检测方案即可获得待测振动信号，进一步简化了系统结构，提高了传感系统的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种利用相互锁定的两个单纵模激光器产生双波长相干信号的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的两种利用单纵模激光器和外调制技术产生双波长相干信号的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的三种基于光纤布拉格光栅实现波分复用/解复用的干涉型光纤振动传感单元中信号传输的示意图；
图5为本发明实施例提供的三种基于商用波分复用器件(WDM)实现波分复用/解复用的干涉型光纤振动传感单元中信号传输的示意图；
其中，1-双波长光源，2-波分复用器件，3-光纤干涉仪，4-光电探测器，5-微波相位检测单元，6-干涉型振动传感单元，7-单纵模激光器(1)，8-单纵模激光器(2)，9-光纤耦合器，10-微波信号源，11-锁相环，12-单纵模激光器，13-偏振控制器，14-马赫曾德尔调制器，15-光带通滤波器，16-双平行马赫曾德尔调制器，17-微波移相器，18-微波功分器，19-光环形器，20-光纤布拉格光栅，21-光反射镜，22-商用波分复用器件(WDM)。
为了使附图更加清晰简洁，附图中统一采用f0和f1来表示两个不同波长或频率的光信号，其中f0沿着光纤干涉仪的传感臂传输，f1沿着光纤干涉仪的参考臂传输。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例一
本发明实施例提供了一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，将待测振动信号映射到微波信号的相位变化上，提高振动传感系统的测量精度和稳定性，简化系统结构。
本发明实施例提供的一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统的结构示意图如图1所示，该装置包括：双波长光源1、波分复用器件2、光纤干涉仪3、光电探测器4、微波相位检测单元5。其中所述波分复用器件2和所述光纤干涉仪3共同构成波分干涉型光纤振动传感单元6。
所述双波长光源1与所述波分复用器件2输入端口相连，所述光纤干涉仪3输入端与所述波分复用器件2输出端口相连，输出端与所述光电探测器4光输入端相连；所述光电探测器4输出端与所述微波相位检测单元5相连。
该装置各部件的具体内容如下：
(1)双波长光源
双波长光源用于产生两个波长不同而相位锁定的相干光，可采用商用双波长或多波长激光器，也可采用两个相位锁定的单纵模激光器或利用一个商用单纵模激光器加外调制技术实现。图2为本发明实施例提供的一种利用相互锁定的两个单纵模激光器产生双波长相干信号的结构示意图。商用激光器(1)7输出波长(频率)为λ0(f0)的光信号，商用激光器(2)8输出波长(频率)为λ1(f1)的光信号，这两个光信号经光耦合器9合路后分成两部分。其中一部分由光电探测器4产生拍频信号，该拍频信号与微波信号源10产生的参考微波信号共同送至锁相环11中，锁相环11根据两个微波信号之间的相位差控制激光器(1)7中的光路，使两个商用激光器7和8之间的相位差为恒定值；另一部分作为输出，产生双波长相干信号。
图3为本发明实施例提供的两种利用单纵模激光器和外调制技术产生双波长相干信号的结构示意图。其中图3-①为采用商用马赫曾德尔调制器产生双波长相干信号的结构示意图。该马赫曾德尔调制器14将微波信号源10产生的微波信号调制到单纵模激光器12输出的光载波上，产生双边带调制信号，利用光带通滤波器15滤除掉其中一个单边带，即可产生波长(频率)分别为λ0(f0)，λ1(f1)的双波长相干信号。为了提高调制效率，需要采用偏振控制13来调节单纵模激光器12输出光载波的偏振态，使其与马赫曾德尔调制器14的调制主轴平行。
图3-②为采用双平行马赫曾德尔调制器产生双波长相干信号的结构示意图。双平行马赫曾德尔电光调制器16由两个子马赫曾德尔调制器MZM1、MZM2并联而成。偏振控制器13控制单纵模激光器12输出光载波的偏振态，使其与双平行马赫曾德尔调制器16的主轴平行入射。微波信号源10输出的微波信号经功分器18分成两部分，其中一部分加载到MZM1的射频端，另一部分经过相移器17进行90°相移后加载到MZM2的射频端。调节双平行马赫曾德尔调制器16的偏置电压Vbias1和Vbias2，使其工作在正交偏置点。在上述情况下，MZM1输出(b点)的正、负一阶边带的相位都是0，而MZM2输出(c点)的正、负一阶边带的相位分别是-90°、90°。进而调节偏置电压Vbias3，使b点信号的相位改变90°，则在d点输出的正、负一阶边带的相位都是90°。c点和d点的信号在e点合路时，由于负一阶边带相差180°而相消，最终产生相位相关的双波长(频率)信号λ0(f0)和λ1(f1)。
(2)波分干涉型光纤振动传感单元
波分干涉型光纤振动传感单元由波分复用器件2和光纤干涉仪3共同构成。其中波分复用器件2用于将双波长相干信号解复用成两路，使其沿着光纤干涉仪3的两个臂分别传输，再将参考臂和传感臂的光信号合路。光纤干涉仪3用于外界振动信号的探测，包括但不限于马赫曾德尔干涉仪、迈克尔逊干涉仪和Sagnac干涉仪。
图4所示为三种基于光纤布拉格光栅实现波分复用/解复用的干涉型光纤振动传感单元中信号传输的示意图。图4-①为马赫曾德尔干涉型传感单元。双波长信号经光环形器19输入到光纤布拉格光栅20中。将光纤布拉格光栅20的中心反射波长设置为λ0(f0)，且带宽小于fm＝|f0-f1|，则波长(频率)为λ0(f0)的光信号被光纤布拉格光栅20反射，沿着光环形器19的c端口输出，经过传感臂，而波长(频率)为λ1(f1)的光信号直接透过光纤布拉格光栅19传输，作为参考臂，两个臂的传输信号最后由光耦合器9合路。图4-②和图4-③分别为迈克尔逊干涉型和Sagnac干涉型振动传感单元，其波分复用的原理与图4-①所示的马赫曾德尔干涉型传感单元类似，这里不再赘述，但需要多个光环形器19来引导光信号的传输。
图5为三种基于商用波分器件(WDM)实现波分复用/解复用的干涉型光纤振动传感单元中信号传输的示意图。由于所用商用WDM器件为互易器件，因此结构较基于光纤光栅实现波分复用的方法简单。图5-①～图5-③分别为马赫曾德尔干涉型、迈克尔逊干涉型和Sagnac干涉型振动传感单元。
(3)光电探测器
光电探测器4用于将携带振动信息的双波长相干光信号光电转换为电信号。
(4)微波相位检测单元
微波相位检测单元5用于探测光电探测器输出微波信号的相位变化，从中可以获得待测振动信号。
综上所述，本发明实施例通过提供了一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，利用波分解复用技术将双波长相干光信号空间分路，使其分别沿着光纤干涉仪的两个臂进行传输，然后由波长复用器件进行合路，最后基于微波光子技术利用光电探测器拍频产生电信号。通过微波相位检测单元监测生成微波信号相位变化即可解调出待测振动信号。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，其特征在于，该系统包括：双波长光源、波分复用器件、光纤干涉仪、光电探测器和微波相位检测单元；其中所述双波长光源与所述波分复用器件相连；所述波分复用器件与所述光纤干涉仪相连，构成波分干涉型光纤振动传感单元；所述波分干涉型光纤振动传感单元输出端与所述光电探测器相连；所述光电探测器输出端与所述微波相位检测单元相连；
所述波分复用器件根据波长特性将所述双波长光源输出的两个波长分量解复用成两路，使其分别沿着所述光纤干涉仪的参考臂和传感臂进行传输，其中沿传感臂传输的信号相位随外界待测振动信号变化，因此两个波长分量经过所述波分干涉型光纤振动传感单元后，产生含有待测振动信息的相位差；
具有相位差的两个波长分量λ0和λ1具有相同偏振态，经所述波分干涉型光纤振动传感单元输出后，注入所述光电探测器转换成电信号，基于微波光子生成技术拍频产生频率为两个波长分量差频的微波信号，则外界待测振动产生的相位差转变为所述微波信号的相位变化，因此通过检测该微波信号的相位即可获得待测振动信息。
2.根据权利要求1所述的基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，其特征在于，所述双波长光源用于产生相位相互锁定的两个波长分量，包括相互锁定的两个单纵模激光器或双波长激光器或多波长激光器或单纵模激光器加外调制器。
3.根据权利要求1所述的基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，其特征在于，所述波分复用器件用于将双波长光源输出的两个波长分量进行解复用，并分别注入到所述光纤干涉仪两个支路上，包括阵列波导光栅或光纤布拉格光栅或薄膜干涉型波分复用器。
4.根据权利要求1所述的基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，其特征在于，所述光纤干涉仪包括马赫曾德尔干涉仪或迈克尔逊干涉仪或Sagnac干涉仪，其中参考臂传输一个波长分量的光信号，传感臂传输另一个波长分量的光信号，由所述波分复用器件实现两个波长分量的分路和合路；对于迈克尔逊干涉型传感单元和Sagnac干涉型传感单元，利用光环形器引导光信号的传输。
5.根据权利要求1所述的基于波分复用和微波光子技术的干涉型光纤振动传感系统，其特征在于，所述微波相位检测单元用于测量所述光电探测器输出微波信号的相位变化，包括鉴相器或相干检测装置或基于希尔伯特的相位检测装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111504439A (zh) * 2020-03-31 2020-08-07 江苏艾普泰克智能科技有限公司 一种用于矿山巷道振动预警的smt机
CN112532337B (zh) * 2020-12-07 2022-10-18 无锡科晟光子科技有限公司 分布式高精度光纤振动入侵与在线监测探测器
CN113108710B (zh) * 2021-04-14 2022-05-03 安徽大学 基于椭圆拟合的光学低频应变检测系统与检测方法
CN114323243A (zh) * 2021-11-26 2022-04-12 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 基于分布式量子干涉仪的高灵敏度周界安全监测方法
CN116381597B (zh) * 2023-05-29 2023-08-25 成都唯博星辰科技有限公司 一种宽带单通道测向系统及实现方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102997945B (zh) * 2011-09-16 2015-09-16 北京航空航天大学 光纤分布式扰动传感器的多点扰动定位方法
CN102901581B (zh) * 2012-08-07 2014-07-02 北京航空航天大学 一种基于光纤辐射致衰减温度依赖性的双波长差分温度测量系统
CN105606193B (zh) * 2015-12-18 2019-04-19 天津大学 基于双可调谐光源的光纤法珀声振动传感装置及解调方法
CN106225949A (zh) * 2016-08-04 2016-12-14 电子科技大学 波分复用双波长光纤延迟温度传感器
CN109781240B (zh) * 2019-01-30 2021-03-09 武汉理工大学 基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置与方法
CN109708743B (zh) * 2019-02-20 2020-11-03 湖北工业大学 一种干涉式光纤水听器探测系统

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