CN113188677A - 一种高灵敏度光纤激光温度传感器 - Google Patents

一种高灵敏度光纤激光温度传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN113188677A
CN113188677A CN202110302995.7A CN202110302995A CN113188677A CN 113188677 A CN113188677 A CN 113188677A CN 202110302995 A CN202110302995 A CN 202110302995A CN 113188677 A CN113188677 A CN 113188677A
Authority
CN
China
Prior art keywords
brillouin
optical fiber
optical
port
fiber coupler
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
CN202110302995.7A
Other languages
English (en)
Inventor
徐荣辉
张先强
苑立波
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.)
Guilin University of Electronic Technology
Original Assignee
Guilin University of Electronic Technology
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 Guilin University of Electronic Technology filed Critical Guilin University of Electronic Technology
Priority to CN202110302995.7A priority Critical patent/CN113188677A/zh
Publication of CN113188677A publication Critical patent/CN113188677A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高灵敏度光纤激光温度传感器,包括可调激光器(1),光隔离器(2),第一光纤耦合器(3),第二光纤耦合器(4),第一布里渊光纤(5),第一光环形器(6),第一光放大器(7),第二布里渊光纤(8),第三光纤耦合器(9),第二光放大器(10),第四光纤耦合器(11),第三布里渊光纤(12),第二光环形器(13),第三光放大器(14),第四布里渊光纤(15),第五光纤耦合器(16),第四光放大器(17),第六光纤耦合器(18),光电探测器(19),频谱仪(20),可调激光器输出的光分成两束注入传感臂与参考臂,传感臂置于温控箱中,从两臂输出的四阶斯托克斯拍频后经光电转换为射频信号,通过检测射频信号频率的变化实现温度检测,检测灵敏度为四倍布里渊频移温度系数。该光纤传感器可高温下低频检测,具有很好的应用前景。

Description

一种高灵敏度光纤激光温度传感器
技术领域
本发明涉及光纤通信、光纤激光技术、光纤传感及微波光子技术领域,具体为一种高灵敏度光纤激光温度传感器。
背景技术
高灵敏度光纤激光温度传感器因其结构简单,可耐高温,在工业,交通运输,航空航天等领域均具有潜在的应用前景。当布里渊泵浦进入布里渊增益光纤后,当布里渊泵浦达到受激布里渊散射的阈值时就会发生受激布里渊散射产生布里渊斯托克斯信号,并且频率下移一个布里渊频移,这个布里渊频移值与光纤所处的环境的温度值呈一个线性关系,光纤中受激布里渊散射这一特性在布里渊光纤激光传感中已经得到应用,通过双布里渊激光在光电探测器中拍频获得微波信号,再利用拍频获得的微波信号的频移大小来解调传感信息。
随着光纤技术的研究越来越成熟,许多光子技术如光纤激光器和微波光子技术的研究使得许多新型的光纤激光传感器得以实现,其中基于光纤激光拍频技术的光纤激光传感器已经出现了许多报道,而对于对两个对称的布里渊频移器产生的布里渊斯托克斯信号进行拍频解调的光纤激光传感器的报道并不多,Victor Lambin Iezzi等人(OPTICSLETTERS Vol.39,No.4,February 15,2014)提出了一种基于光纤高阶斯托克斯受激布里渊散射的高灵敏度传感器,使用两个频率间隔为20GHz的多波长布里渊光纤激光器,一个作为测试光纤的传感腔,另一个作为参考腔,根据传感光纤(在温度可调的温控箱)和参考光纤(在温度一定的环境中)之间的温差来测量测试激光器和参考激光器之间的拍频,通过这种方法使传感器的灵敏度提高了六倍。Ronghui Xu等人,(PHOTONICS SOCIETY Vol.7,No.3,June 2015)提出了一种可调高灵敏度多波长布里渊掺饵光纤激光温度传感器,通过利用两个单倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光器(一个作为传感臂、一个作为参考臂),输出的激光进行拍频,实现了很高的稳定性,更高的温度灵敏度其检测灵敏度可达到13.08MHz/℃,温度分辨率可达到0.765℃。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是相对在先技术,提出新的光路结构,进一步简化系统光路结构,减小光路损耗,实现一种高灵敏度光纤激光温度传感器。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
本发明提出的一种高灵敏度光纤激光温度传感器,包括可调激光器(1),光隔离器(2),第一光纤耦合器(3),第二光纤耦合器(4),第一布里渊光纤(5),第一光环形器(6),第一光放大器(7),第二布里渊光纤(8),第三光纤耦合器(9),第二光放大器(10),第四光纤耦合器(11),第三布里渊光纤(12),第二光环形器(13),第三光放大器(14),第四布里渊光纤(15),第五光纤耦合器(16),第四光放大器(17),第六光纤耦合器(18),光电探测器(19),频谱仪(20)。
可调激光器(1)的输出端通过光隔离器(2)与第一光纤耦合器(3)A端的A1端口相连,第一光纤耦合器(3)B端的B1端口与第二光纤耦合器(4)C端的C1端口相连,第二光纤耦合器(4)D端的D1端口与第一布里渊光纤(5)的一端连接,第一光环形器(6)的(61)端口与第二光纤耦合器(4)C端的C2端口相连,第一光环形器(6)的(62)端口通过第一光放大器(7)与第一布里渊光纤(5)的另一端连接,第一光环形器(6)的(63)端口与第二布里渊光纤(8)的一端连接,第三光纤耦合器(9)E端的E1端口连接第一光环形器(6)的(64)端口,第三光纤耦合器(9)F端的F1端口通过第二光放大器(10)与第二布里渊光纤(8)的另一端连接,第一光纤耦合器(3)B端的B2端口与第四光纤耦合器(11)G端的G1端口相连,第四光纤耦合器(11)H端的H1端口与第三布里渊光纤(12)的一端连接,第二光环形器(13)的(131)端口与第四光纤耦合器(11)G端的G2端口相连,第二光环形器(13)的(132)端口通过第三光放大器(14)与第三布里渊光纤(12)的另一端连接,第二光环形器(13)的(133)端口与第四布里渊光纤(15)的一端连接,第五光纤耦合器(16)M端的M1端口连接第二光环形器(13)的(134)端口,第五光纤耦合器(16)N端的N1端口通过第四光放大器(17)与第四布里渊光纤(15)的另一端连接,第六光纤耦合器(18)P端的P1端口与第三光纤耦合器(9)E端的E2端口连接,第六光纤耦合器(18)P端的P2端口与第五光纤耦合器(16)M端的M2端口连接,第六光纤耦合器(18)Q端的Q1端口连接光电探测器(19),光电探测器(19)连接一个频谱仪(20)。
可调激光器输出的激光作为产生四阶斯托克斯光的布里渊泵浦光(BP),布里渊泵浦光(BP)经过光隔离器(2)进入第一光纤耦合器(3)进行分光,一半的光(进入传感臂)通过第二光纤耦合器(4)进入第一布里渊光纤(5)的一端,当布里渊泵浦光(BP)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生与布里渊泵浦光(BP)反向传输的频率下移布里渊频率的一阶斯托克斯光(BS1),一阶斯托克斯光(BS1)经过第二光纤耦合器(4)进入第一光环形器(6),由第一光环形器(6)的(62)端口输出在第一光放大器(7)中放大后进入第一布里渊光纤(5)的另一端,当放大后的一阶斯托克斯光(BS1)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的二阶斯托克斯光(BS2),二阶斯托克斯光(BS2)由第一光放大器(7)放大后经过第一光环形器(6)的(63)端口进入第二布里渊光纤(8)的一端,当放大后的二阶斯托克斯光(BS2)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的三阶斯托克斯光(BS3),三阶斯托克斯光(BS3)通过第一光环形器(6)的(64)端口输出经过第三光纤耦合器(9)进入第二光放大器(10)中进行放大然后进入第二布里渊光纤(8)的另一端,当放大后的三阶斯托克斯光(BS3)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的四阶斯托克斯光(BS4),四阶斯托克斯光(BS4)由第二光放大器(10)进行放大后经过第三光纤耦合器(9)进入第六光纤耦合器(18),另一半的光(进入参考臂)通过第四光纤耦合器(11)进入第三布里渊光纤(12)的一端,当布里渊泵浦光(BP)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的一阶斯托克斯光(BS01),一阶斯托克斯光(BS01)经过第四光纤耦合器(11)进入第二光环形器(13),由第二光环形器(13)的(132)端口输出在第三光放大器(14)中放大后进入第三布里渊光纤(12)的另一端,当放大后的一阶斯托克斯光(BS01)的功率超过布里渊光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的二阶斯托克斯光(BS02),二阶斯托克斯光(BS02)由第一光放大器(14)放大后经过第二光环形器(13)的(133)端口进入第四布里渊光纤(15)的一端,当放大后的二阶斯托克斯光(BS02)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的三阶斯托克斯光(BS03),三阶斯托克斯光(BS03)通过第二光环形器(13)的(134)端口输出经过第五光纤耦合器(16)进入第四光放大器(17)中进行放大然后进入第四布里渊光纤(15)的另一端,当放大后的三阶斯托克斯光(BS03)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的四阶斯托克斯光(BS04),四阶斯托克斯光(BS04)由第四光放大器(17)进行放大后经过第三光纤耦合器(16)进入第六光纤耦合器(18),然后和四阶斯托克斯光(BS4)合束拍频并进入光电探测器(19)中进行光电转换得到射频信号,射频信号连接到频谱仪(20)中进行观察,根据射频信号的变化来获得两臂产生的斯托克斯信号频率的差值,根据这个频率差值解调出两臂布里渊光纤温度变化值。
附图说明
图1是高灵敏度光纤激光温度传感器结构示意图。
图中的附图标记解释为:1-可调激光器,2-光隔离器,3-第一光纤耦合器,4-第二光纤耦合器,5-第一布里渊光纤,6-第一光环形器,7-第一光放大器,8-第二布里渊光纤,9-第三光纤耦合器,10-第二光放大器,11-第四光纤耦合器,12-第三布里渊光纤,13-第二光环形器,14-第三光放大器,15-第四布里渊光纤,16-第五光纤耦合器,17-第四光放大器,18-第六光纤耦合器,19-光电探测器,20-频谱仪,A1-第一光纤耦合器A端的端口,B1-第一光纤耦合器A端的端口,B2-第一光纤耦合器B端的端口,C1-第二光纤耦合器C端的端口,C2-第二光纤耦合器C端的端口,D1-第二光纤耦合器D端的端口,61-第一光环形器的第一端口,62-第一光环形器的第二端口,63-第一光环形器的第三端口,64-第一光环形器的第四端口,E1-第三光纤耦合器E端的端口,E2-第三光纤耦合器E端的端口,F1-第三光纤耦合器F端的端口,G1-第四光纤耦合器G端的端口,C2-第四光纤耦合器G端的端口,H1-第四光纤耦合器H端的端口,131-第二光环形器的第一端口,132-第二光环形器的第二端口,133-第二光环形器的第三端口,134-第二光环形器的第四端口,M1-第五光纤耦合器M端的端口,M2-第五光纤耦合器M端的端口,N1-第五光纤耦合器N端的端口,P1-第六光纤耦合器P端的端口,P2-第六光纤耦合器P端的端口,Q1-第六三端口光纤耦合器Q端的端口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
本发明提出的高灵敏度光纤激光温度传感器,包括可调激光器(1),光隔离器(2),第一光纤耦合器(3),第二光纤耦合器(4),第一布里渊光纤(5),第一光环形器(6),第一光放大器(7),第二布里渊光纤(8),第三光纤耦合器(9),第二光放大器(10),第四光纤耦合器(11),第三布里渊光纤(12),第二光环形器(13),第三光放大器(14),第四布里渊光纤(15),第五光纤耦合器(16),第四光放大器(17),第六光纤耦合器(18),光电探测器(19),频谱仪(20)。
可调激光器(1)的输出端通过光隔离器(2)与第一光纤耦合器(3)A端的A1端口相连,第一光纤耦合器(3)B端的B1端口与第二光纤耦合器(4)C端的C1端口相连,第二光纤耦合器(4)D端的D1端口与第一布里渊光纤(5)的一端连接,第一光环形器(6)的(61)端口与第二光纤耦合器(4)C端的C2端口相连,第一光环形器(6)的(62)端口通过第一光放大器(7)与第一布里渊光纤(5)的另一端连接,第一光环形器(6)的(63)端口与第二布里渊光纤(8)的一端连接,第三光纤耦合器(9)E端的E1端口连接第一光环形器(6)的(64)端口,第三光纤耦合器(9)F端的F1端口通过第二光放大器(10)与第二布里渊光纤(8)的另一端连接,第一光纤耦合器(3)B端的B2端口与第四光纤耦合器(11)G端的G1端口相连,第四光纤耦合器(11)H端的H1端口与第三布里渊光纤(12)的一端连接,第二光环形器(13)的(131)端口与第四光纤耦合器(11)G端的G2端口相连,第二光环形器(13)的(132)端口通过第三光放大器(14)与第三布里渊光纤(12)的另一端连接,第二光环形器(13)的(133)端口与第四布里渊光纤(15)的一端连接,第五光纤耦合器(16)M端的M1端口连接第二光环形器(13)的(134)端口,第五光纤耦合器(16)N端的N1端口通过第四光放大器(17)与第四布里渊光纤(15)的另一端连接,第六光纤耦合器(18)P端的P1端口与第三光纤耦合器(9)E端的E2端口连接,第六光纤耦合器(18)P端的P2端口与第五光纤耦合器(16)M端的M2端口连接,第六光纤耦合器(18)Q端的Q1端口连接光电探测器(19),光电探测器(19)连接一个频谱仪(20)。
可调激光器输出的激光作为产生四阶斯托克斯光的布里渊泵浦光(BP),布里渊泵浦光(BP)经过光隔离器(2)进入第一光纤耦合器(3)进行分光,一半的光(进入传感臂)通过第二光纤耦合器(4)进入第一布里渊光纤(5)的一端,当布里渊泵浦光(BP)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生与布里渊泵浦光(BP)反向传输的频率下移布里渊频率的一阶斯托克斯光(BS1),一阶斯托克斯光(BS1)经过第二光纤耦合器(4)进入第一光环形器(6),由第一光环形器(6)的(62)端口输出在第一光放大器(7)中放大后进入第一布里渊光纤(5)的另一端,当放大后的一阶斯托克斯光(BS1)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的二阶斯托克斯光(BS2),二阶斯托克斯光(BS2)由第一光放大器(7)放大后经过第一光环形器(6)的(63)端口进入第二布里渊光纤(8)的一端,当放大后的二阶斯托克斯光(BS2)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的三阶斯托克斯光(BS3),三阶斯托克斯光(BS3)通过第一光环形器(6)的(64)端口输出经过第三光纤耦合器(9)进入第二光放大器(10)中进行放大然后进入第二布里渊光纤(8)的另一端,当放大后的三阶斯托克斯光(BS3)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的四阶斯托克斯光(BS4),四阶斯托克斯光(BS4)由第二光放大器(10)进行放大后经过第三光纤耦合器(9)进入第六光纤耦合器(18),另一半的光(进入参考臂)通过第四光纤耦合器(11)进入第三布里渊光纤(12)的一端,当布里渊泵浦光(BP)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的一阶斯托克斯光(BS01),一阶斯托克斯光(BS01)经过第四光纤耦合器(11)进入第二光环形器(13),由第二光环形器(13)的(132)端口输出在第三光放大器(14)中放大后进入第三布里渊光纤(12)的另一端,当放大后的一阶斯托克斯光(BS01)的功率超过布里渊光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的二阶斯托克斯光(BS02),二阶斯托克斯光(BS02)由第一光放大器(14)放大后经过第二光环形器(13)的(133)端口进入第四布里渊光纤(15)的一端,当放大后的二阶斯托克斯光(BS02)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的三阶斯托克斯光(BS03),三阶斯托克斯光(BS03)通过第二光环形器(13)的(134)端口输出经过第五光纤耦合器(16)进入第四光放大器(17)中进行放大然后进入第四布里渊光纤(15)的另一端,当放大后的三阶斯托克斯光(BS03)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的四阶斯托克斯光(BS04),四阶斯托克斯光(BS04)由第四光放大器(17)进行放大后经过第三光纤耦合器(16)进入第六光纤耦合器(18),然后和四阶斯托克斯光(BS4)合束拍频并进入光电探测器(19)中进行光电转换得到射频信号,射频信号连接到频谱仪(20)中进行观察,根据射频信号的变化来获得两臂产生的斯托克斯信号频率的差值,根据这个频率差值解调出两臂布里渊光纤温度变化值。
所述的可调激光器为窄线宽的C波段的可调激光器,线宽低于1MHz,其输出波长和功率均可调谐。
所述第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第四光放大器均由一个980nm泵浦激光器,一个1550nm/980nm波分复用器,一段6米长掺铒光纤连接而成。
所述第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第四光放大器均为可双向放大的光放大器。
所述第一布里渊光纤、第二布里渊光纤、第三布里渊光纤、第四布里渊光纤为具有相同布里渊频率(为10GHz)的单模光纤,长度均为20km。
以上对本发明的方法原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员来说,依据本发明提供的思想,具体实施的方式上可能有改变之处,这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高灵敏度光纤激光温度传感器,包括可调激光器(1),光隔离器(2),第一光纤耦合器(3),第二光纤耦合器(4),第一布里渊光纤(5),第一光环形器(6),第一光放大器(7),第二布里渊光纤(8),第三光纤耦合器(9),第二光放大器(10),第四光纤耦合器(11),第三布里渊光纤(12),第二光环形器(13),第三光放大器(14),第四布里渊光纤(15),第五光纤耦合器(16),第四光放大器(17),第六光纤耦合器(18),光电探测器(19),频谱仪(20)。
2.所述的高灵敏度光纤激光温度传感器,其特征在于,可调激光器(1)的输出端通过光隔离器(2)与第一光纤耦合器(3)A端的A1端口相连,第一光纤耦合器(3)B端的B1端口与第二光纤耦合器(4)C端的C1端口相连,第二光纤耦合器(4)D端的D1端口与第一布里渊光纤(5)的一端连接,第一光环形器(6)的(61)端口与第二光纤耦合器(4)C端的C2端口相连,第一光环形器(6)的(62)端口通过第一光放大器(7)与第一布里渊光纤(5)的另一端连接,第一光环形器(6)的(63)端口与第二布里渊光纤(8)的一端连接,第三光纤耦合器(9)E端的E1端口连接第一光环形器(6)的(64)端口,第三光纤耦合器(9)F端的F1端口通过第二光放大器(10)与第二布里渊光纤(8)的另一端连接,第一光纤耦合器(3)B端的B2端口与第四光纤耦合器(11)G端的G1端口相连,第四光纤耦合器(11)H端的H1端口与第三布里渊光纤(12)的一端连接,第二光环形器(13)的(131)端口与第四光纤耦合器(11)G端的G2端口相连,第二光环形器(13)的(132)端口通过第三光放大器(14)与第三布里渊光纤(12)的另一端连接,第二光环形器(13)的(133)端口与第四布里渊光纤(15)的一端连接,第五光纤耦合器(16)M端的M1端口连接第二光环形器(13)的(134)端口,第五光纤耦合器(16)N端的N1端口通过第四光放大器(17)与第四布里渊光纤(15)的另一端连接,第六光纤耦合器(18)P端的P1端口与第三光纤耦合器(9)E端的E2端口连接,第六光纤耦合器(18)P端的P2端口与第五光纤耦合器(16)M端的M2端口连接,第六光纤耦合器(18)Q端的Q1端口连接光电探测器(19),光电探测器(19)连接一个频谱仪(20)。
3.所述的高灵敏度光纤激光温度传感器,其特征在于,可调激光器输出的激光作为产生四阶斯托克斯光的布里渊泵浦光(BP),布里渊泵浦光(BP)经过光隔离器(2)进入第一光纤耦合器(3)进行分光,一半的光(进入传感臂)通过第二光纤耦合器(4)进入第一布里渊光纤(5)的一端,当布里渊泵浦光(BP)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生与布里渊泵浦光(BP)反向传输的频率下移布里渊频率的一阶斯托克斯光(BS1),一阶斯托克斯光(BS1)经过第二光纤耦合器(4)进入第一光环形器(6),由第一光环形器(6)的(62)端口输出在第一光放大器(7)中放大后进入第一布里渊光纤(5)的另一端,当放大后的一阶斯托克斯光(BS1)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的二阶斯托克斯光(BS2),二阶斯托克斯光(BS2)由第一光放大器(7)放大后经过第一光环形器(6)的(63)端口进入第二布里渊光纤(8)的一端,当放大后的二阶斯托克斯光(BS2)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的三阶斯托克斯光(BS3),三阶斯托克斯光(BS3)通过第一光环形器(6)的(64)端口输出经过第三光纤耦合器(9)进入第二光放大器(10)中进行放大然后进入第二布里渊光纤(8)的另一端,当放大后的三阶斯托克斯光(BS3)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的四阶斯托克斯光(BS4),四阶斯托克斯光(BS4)由第二光放大器(10)进行放大后经过第三光纤耦合器(9)进入第六光纤耦合器(18),另一半的光(进入参考臂)通过第四光纤耦合器(11)进入第三布里渊光纤(12)的一端,当布里渊泵浦光(BP)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的一阶斯托克斯光(BS01),一阶斯托克斯光(BS01)经过第四光纤耦合器(11)进入第二光环形器(13),由第二光环形器(13)的(132)端口输出在第三光放大器(14)中放大后进入第三布里渊光纤(12)的另一端,当放大后的一阶斯托克斯光(BS01)的功率超过布里渊光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的二阶斯托克斯光(BS02),二阶斯托克斯光(BS02)由第一光放大器(14)放大后经过第二光环形器(13)的(133)端口进入第四布里渊光纤(15)的一端,当放大后的二阶斯托克斯光(BS02)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的三阶斯托克斯光(BS03),三阶斯托克斯光(BS03)通过第二光环形器(13)的(134)端口输出经过第五光纤耦合器(16)进入第四光放大器(17)中进行放大然后进入第四布里渊光纤(15)的另一端,当放大后的三阶斯托克斯光(BS03)的功率超过布里渊增益光纤的受激布里渊阈值时将发生受激布里渊散射,产生频率下移布里渊频率的背向传输的四阶斯托克斯光(BS04),四阶斯托克斯光(BS04)由第四光放大器(17)进行放大后经过第三光纤耦合器(16)进入第六光纤耦合器(18),然后和四阶斯托克斯光(BS4)合束拍频并进入光电探测器(19)中进行光电转换得到射频信号,射频信号连接到频谱仪(20)中进行观察,根据射频信号的变化来获得两臂产生的斯托克斯信号频率的差值,根据这个频率差值解调出两臂布里渊光纤温度变化值。
4.根据权利要求1所述的所述的高灵敏度光纤激光温度传感器,其特征在于,第一布里渊光纤、第二布里渊光纤、第三布里渊光纤、第四布里渊光纤的布里渊频率值相同。
5.根据权利要求1所述的所述的高灵敏度光纤激光温度传感器,其特征在于,第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第四光放大器均为可双向放大的光放大器。
CN202110302995.7A 2021-03-22 2021-03-22 一种高灵敏度光纤激光温度传感器 Pending CN113188677A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110302995.7A CN113188677A (zh) 2021-03-22 2021-03-22 一种高灵敏度光纤激光温度传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110302995.7A CN113188677A (zh) 2021-03-22 2021-03-22 一种高灵敏度光纤激光温度传感器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113188677A true CN113188677A (zh) 2021-07-30

Family

ID=76973570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110302995.7A Pending CN113188677A (zh) 2021-03-22 2021-03-22 一种高灵敏度光纤激光温度传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113188677A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114062778A (zh) * 2021-11-25 2022-02-18 中国人民解放军国防科技大学 一种基于受激布里渊散射的高精度多微波频率测量方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114062778A (zh) * 2021-11-25 2022-02-18 中国人民解放军国防科技大学 一种基于受激布里渊散射的高精度多微波频率测量方法
CN114062778B (zh) * 2021-11-25 2023-07-18 中国人民解放军国防科技大学 一种基于受激布里渊散射的高精度多微波频率测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102538985B (zh) 基于光纤布里渊环形激光器的传感信号检测装置及方法
CN105091776B (zh) 基于单边带扫频调制的光纤激光静态应变拍频解调系统
CN109149334B (zh) 双输出端口两倍布里渊频移波长间隔的多波长光纤激光器
CN103162724B (zh) 基于动态扫描的光纤光栅传感解调仪及方法
CN103674110A (zh) 一种基于布里渊光放大检测的分布式光纤温度应变传感器
CA2766901C (en) System for improving the dynamic range and reducing measurement uncertainty in fibre optic distributed sensors and fibre optic distributed measurement equipment
CN111834880A (zh) 一种光学产生微波信号的装置
CN104390723B (zh) 基于多波长布里渊光纤激光器的光纤温度传感器
Zhang et al. A hybrid single-end-access BOTDA and COTDR sensing system using heterodyne detection
CN203310428U (zh) 一种基于相干检测的分布式布里渊光纤传感系统
CN113188677A (zh) 一种高灵敏度光纤激光温度传感器
CN113670354B (zh) 基于少模光纤模式复用的布里渊光时域反射仪
CN105322420B (zh) 一种简易可调的多波长布里渊 - 掺铒光纤激光器
CN113670353B (zh) 一种基于少模光纤模式复用的布里渊光时域分析仪
CN213602175U (zh) 一种低噪声低增益的增益钳制双向掺铒光纤放大器
CN111141414B (zh) 基于混沌bocda的温度与应变同时测量装置及方法
CN111834878A (zh) 一种三倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光器
CN108120461B (zh) 一种基于混沌光源的光纤布拉格光栅解调方法及其装置
CN113218533B (zh) 一种基于双倍布里渊频移器的光纤激光温度传感器
CN211147700U (zh) 一种多通道同时测量的布里渊光时域分析仪
CN111834881A (zh) 一种微波信号的光学产生装置
CN114674359A (zh) 少模光纤中高阶模式布里渊频移-温度应变系数测量系统
CN109946047B (zh) 一种微弱激光信号相频噪声特性测量技术
CN102680162A (zh) 一种基于光纤光栅的大气压力计
CN112582867A (zh) 一种基于受激类拉曼的前向布里渊光纤激光器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination