CN113223259B - 一种可变结构的光纤周界安防系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种可变结构的光纤周界安防系统，属于分布式光纤传感技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种可变结构的光纤周界安防系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：一种可变结构的光纤周界安防系统，包括ASE宽带光源、隔离器、数据采集卡、上位机、光纤增益调节器、1×2耦合器、2×2耦合器、光纤滤波器、光开关、法拉第旋转镜、光电探测器、信号放大器、低通滤波器、数字电位器等；其中ASE宽带光源输出端与第一光纤增益调节器的a端连接；所述第一光纤增益调节器的b端经隔离器与第一1×2耦合器的a端连接；所述第一光纤增益调节器的c端与数据采集卡的c端连接；本发明安装应用于安防场所。

Description

一种可变结构的光纤周界安防系统

技术领域

本发明一种可变结构的光纤周界安防系统，属于分布式光纤传感技术领域，具体涉及一种可变结构的光纤周界安防系统。

背景技术

在国内安防领域内，目前视频监控、门禁和红外等传统技术已经比较成熟，应用领域广泛且使用时间长的电类安防产品还有红外对射、泄露电缆、电子脉冲围栏等，但上述安防装置系统均采用安全等级较低的周界安防技术，属于室外有源安防，易受电磁干扰，容易受天气、环境的影响，使得误报率高，定址不准确；该类型安防系统存在被突破几率较高、容易误报、定位性能差等缺点，难以满足军工、国家敏感部门、机场、银行等特殊场所等高级别安防的需求。

基于光纤传感具有长距离无源防爆、抗电磁干扰、易于远传组网等优点，可以有效克服电类传感器的不足，近十年得到迅速发展，光纤传感周界防范技术是未来智能环境感知与周界探测预警系统的主要发展方向之一，目前光纤传感技术在周界安防领域的成熟应用，逐渐获得周界安防领域的市场认可，将其安装布设在多种场所；现有的周界安防系统多采用单一分布式干涉型光纤传感技术，然而周界安防系统安装环境复杂多变，环境噪声的强度和频率差别较大，如果在不同的环境下采用单一分布式干涉型传感结构仍然会容易产生误报或漏报，因此需要根据现场环境对干涉结构进行相应改进，使其满足复杂多变环境下的周界安防要求。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可变结构的光纤周界安防系统硬件结构的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可变结构的光纤周界安防系统，包括ASE宽带光源、隔离器、数据采集卡、上位机，还包括第一光纤增益调节器、第二光纤增益调节器、第三光纤增益调节器；

还包括：第一1×2耦合器、第二1×2耦合器、第三1×2耦合器、第四1×2耦合器、第五1×2耦合器、第一2×2耦合器、第二2×2耦合器；

还包括：第一光纤滤波器、第二光纤滤波器、第三光纤滤波器、第四光纤滤波器；

还包括：第一光开关、第二光开关、第三光开关、第四光开关、第五光开关、第六光开关、第七光开关、第八光开关；

还包括：第一法拉第旋转镜、第二法拉第旋转镜、第三法拉第旋转镜、第四法拉第旋转镜；

还包括：第一光电探测器、第二光电探测器、第一信号放大器、第二信号放大器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一数字电位器、第二数字电位器；

所述ASE宽带光源输出端与第一光纤增益调节器的a端连接；所述第一光纤增益调节器的b端经隔离器与第一1×2耦合器的a端连接；所述第一光纤增益调节器的c端与数据采集卡的c端连接；

所述第一1×2耦合器的b端与第二光纤增益调节器的a端连接；

所述第一1×2耦合器的c端与第三光纤增益调节器的a端连接；

所述第二光纤增益调节器的b端与第一2×2耦合器的a端连接；

所述第二光纤增益调节器的c端与数据采集卡的b端连接；

所述第一2×2耦合器的b端经第一光纤滤波器与第一光开关的a端连接；

所述第一2×2耦合器的c端经第二光纤滤波器与第二光开关的a端连接；

所述第一2×2耦合器的d端与第三1×2耦合器的a端连接；

所述第一光开关的b与第三光开关的a端连接；

所述第一光开关的c端与第二1×2耦合器的b端连接；

所述第二光开关的b端与第四光开关的a端连接；

所述第二光开关的c端与第二1×2耦合器的a端连接；

所述第三光开关的b端与第一法拉第旋转镜连接；

所述第三光开关的c端与第四光开关的c端连接；

所述第四光开关的b端与第二法拉第旋转镜连接；

所述第二1×2耦合器的c端与第三1×2耦合器的b 端连接；

所述第三1×2耦合器的c端依次串接第一光电探测器、第一信号放大器后与第一低通滤波器的b端连接；

所述第一低通滤波器的a端与数据采集卡的a端连接；

所述第三光纤增益调节器的b端与第二2×2耦合器的a端连接；

所述第三光纤增益调节器的c端与数据采集卡的d端连接；

所述第二2×2耦合器的b端经第三光纤滤波器与第六光开关的a端连接；

所述第二2×2耦合器的c端经第四光纤滤波器与第五光开关的a端连接；

所述第二2×2耦合器的d端与第五1×2耦合器的a端连接；

所述第五光开关的b端与第七光开关的a端连接；

所述第五光开关的c端与第四1×2耦合器的a端连接；

所述第六光开关的b端与第八光开关的a端连接；

所述第六光开关的c端与第四1×2耦合器的b端连接；

所述第七光开关的b端与第三法拉第旋转镜连接；

所述第七光开关的c端与第八光开关的c端连接；

所述第八光开关的b端与第四法拉第旋转镜连接；

所述第四1×2耦合器的c端与第五1×2耦合器的b 端连接；

所述第五1×2耦合器的c端依次串接第二光电探测器、第二信号放大器后与第二低通滤波器的b端连接；

所述第二低通滤波器的a端与数据采集卡的e端连接；

所述数据采集卡的h端经过第一数字电位器作用于第一低通滤波器的c端；

所述数据采集卡的f端经过第二数字电位器作用于第二低通滤波器的c端；

所述数据采集卡的g端与上位机连接。

本发明相对于现有技术具备以下的有益效果：

一、本发明区别于单一分布式干涉型光纤结构的周界安防系统，采用光开关切换光路实现三种不同干涉型传感光路即环形萨格奈克干涉结构、迈克尔逊干涉结构和马赫泽德干涉结构的切换使用，针对不同安装环境，可实时选择最适合的干涉型传感光路结构；

二、本发明利用光纤滤波器滤除由器件产生的底噪，光纤增益调节器调节光功率，通过数模转换调节电子电位器改变滤波器截止频率，可以有效提高系统的抗干扰能力与灵活性；

三、本发明在三种干涉型传感技术的基础上，利用一个光源、一个数据采集卡和若干光开关构建可变结构的光纤周界安防系统，整个系统结构简单、成本低、安全可靠、方便灵活、实时性强，可适用于不同的安装环境。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明光纤周界安防系统的结构示意图；

图中各序号的含义为，1、ASE宽带光源；2、第一光纤增益调节器；3、隔离器；4、第一1×2耦合器；5、第二光纤增益调节器；6、第一2×2耦合器；7、第一光纤滤波器；8、第二光纤滤波器；9、第一光开关；10、第二光开关；11、第三光开关；12、第四光开关；13、第一法拉第旋转镜；14、第二法拉第旋转镜；15、第二1×2耦合器；16、第三1×2耦合器；17、第一光电探测器；18、第一信号放大器；19、第一低通滤波器；20、第三光纤增益调节器；21、第二2×2耦合器；22、第三光纤滤波器；23、第四光纤滤波器；24、第五光开关；25、第六光开关；26、第七光开关；27、第八光开关；28、第三法拉第旋转镜；29、第四法拉第旋转镜；30、第四1×2耦合器；31、第五1×2耦合器；32、第二光电探测器；33、第二信号放大器；34、第二低通滤波器；35、数据采集卡；36、第一数字电位器；37、第二数字电位器；38、上位机。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种可变结构的光纤周界安防系统，该系统中包括多种功能模块或器件，主要有ASE宽带光源、隔离器、数据采集卡、上位机、光纤增益调节器、1×2耦合器、2×2耦合器、光纤滤波器、光开关、法拉第旋转镜、光电探测器、信号放大器、低通滤波器、数字电位器等。

在安装时，具体将ASE宽带光源1输出端与第一光纤增益调节器2的a端连接；所述第一光纤增益调节器2的b端经隔离器3与第一1×2耦合器4的a端连接；所述第一光纤增益调节器2的c端与数据采集卡35的c端连接；

所述第一1×2耦合器4的b端与第二光纤增益调节器5的a端连接；所述第一1×2耦合器4的c端与第三光纤增益调节器20的a端连接；

所述第二光纤增益调节器5的b端与第一2×2耦合器6的a端连接；所述第二光纤增益调节器5的c端与数据采集卡35的b端连接；

所述第一2×2耦合器6的b端经第一光纤滤波器7与第一光开关9的a端连接；所述第一2×2耦合器6的c端经第二光纤滤波器8与第二光开关10的a端连接；所述第一2×2耦合器6的d端与第三1×2耦合器16的a端连接；

所述第一光开关9的b端与第三光开关11的a端连接；所述第一光开关9的c端与第二1×2耦合器15的b端连接；

所述第二光开关10的b端与第四光开关12的a端连接；所述第二光开关10的c端与第二1×2耦合器15的a端连接；

所述第三光开关11的b端与第一法拉第旋转镜13连接；所述第三光开关11的c端与第四光开关12的c端连接；

所述第四光开关12的b端与第二法拉第旋转镜14连接；

所述第二1×2耦合器15的c端与第三1×2耦合器16的b 端连接；

所述第三1×2耦合器16的c端经第一光电探测器17、第一信号放大器18与第一低通滤波器19的b端连接；

所述第一低通滤波器19的a端与数据采集卡35的a端连接；

所述第三光纤增益调节器20的b端与第二2×2耦合器21的a端连接；所述第三光纤增益调节器20的c端与数据采集卡35的d端连接；

所述第二2×2耦合器21的b端经第三光纤滤波器22与第六光开关25的a端连接；所述第二2×2耦合器21的c端经第四光纤滤波器23与第五光开关24的a端连接；所述第二2×2耦合器21的d端与第五1×2耦合器31的a端连接；

所述第五光开关24的b与第七光开关26的a端连接；所述第五光开关24的c端与第四1×2耦合器30的a端连接；

所述第六光开关25的b端与第八光开关27的a端连接；所述第六光开关25的c端与第四1×2耦合器30的b端连接；

所述第七光开关26的b端与第三法拉第旋转镜28连接；所述第七光开关26的c端与第八光开关29的c端连接；

所述第八光开关27的b端与第四法拉第旋转镜29连接；

所述第四1×2耦合器30的c端与第五1×2耦合器31的b 端连接；

所述第五1×2耦合器31的c端经第二光电探测器32、第二信号放大器33与第二低通滤波器34的b端连接；

所述第二低通滤波器34的a端与数据采集卡35的e端连接；

所述数据采集卡35的h端经过第一数字电位器36作用于第一低通滤波器19的c端；

所述数据采集卡35的f端经过第二数字电位器37作用于第二低通滤波器34的c端；

所述数据采集卡35的g端与上位机38连接。

本发明提供一种可变结构的光纤周界安防系统，该系统内部采用分布式干涉型传感结构进行周界安防区域的非法入侵振动信号的感知检测，通过选择三种分布式干涉型传感光路以适应不同的环境场所，达到构建效果最优的分布式干涉型传感光路，系统利用光开关切换光路实现三种不同干涉型传感光路即环形萨格奈克干涉结构、迈克尔逊干涉结构和马赫泽德干涉结构的切换，针对不同安装环境，可选择最适合的干涉型传感光路；同时利用光纤滤波器滤除由器件产生的底噪，光纤增益调节器调节光功率，通过数模转换调节电子电位器改变滤波器截止频率，提高系统的抗干扰能力与灵活性；本发明在三种干涉型传感技术的基础上，利用一个光源、一个数据采集卡和若干光开关构建可变结构的光纤周界安防系统，整个系统结构简单、成本低、检测灵敏高、安全可靠、实时性强、抗电磁干扰能力强，可用于不同的安装环境。

本发明的实施例如下：

具体的，在使用时ASE宽带光源1发出中心波长为1550nm的探测光输入第一光纤增益调节器2的a端；第一光纤增益调节器2的b端经隔离器3与第一1×2耦合器4的a端相连；第一光纤增益调节器2用于调节探测光的功率；隔离器3防止反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响；第一1×2耦合器4将ASE宽带光源1发出的探测光按1:1分成两路，作为A、B两个通道分别从第一1×2耦合器4的b、c端输出，从第一1×2耦合器4的b端输出的探测光输出到第二光纤增益调节器5的a端；从第一1×2耦合器4的c端输出的探测光输出到第三光纤增益调节器20的a端；第二光纤增益调节器5和第三光纤增益调节器20用于调节各自探测光的功率；从第二光纤增益调节器5的b端输出到第一2×2耦合器6的a端的探测光，按1:1分成两路从第一2×2耦合器6的b、c端输出；从第一2×2耦合器6的b端输出的探测光经第一光纤滤波器7和A1光缆与第一光开关11的a端连接；从第一2×2耦合器6的c端输出的探测光经第二光纤滤波器8和A2光缆与第二光开关10的a端连接；第一光纤滤波器7滤除第一2×2耦合器6的b端光路上由第一2×2耦合器6产生的器件噪声以及探测光返回时产生的噪声；第二光纤滤波器8滤除第一2×2耦合器6的c端光路上由第一2×2耦合器6产生的器件噪声以及探测光返回时产生的噪声；第一光开关9的b端与第三光开关11的a端连接；第一光开关9的c端与第二1×2耦合器15的b端连接；第二光开关10的b端与第四光开关12的a端连接；第二光开关10的c端与第二1×2耦合器15的a端连接；第三光开关11的b端与第一法拉第旋转镜13连接；第三光开关11的c端与第四光开关12的c端连接；第四光开关12的b端与第二法拉第旋转镜14连接。现对光路选择进行说明，当第一光开关9、第二光开关10均选择c端时，传感光路为马赫泽德干涉结构；当第一光开关9、第二光开关10均选择b端，且第三光开关11、第四光开关12均选择b端时，传感光路为迈克尔逊干涉结构；当第一光开关9、第二光开关10均选择b端，且第三光开关11、第四光开关12均选择c端时，传感光路为环形萨格奈克干涉结构；第一2×2耦合器6的d端与第三1×2耦合器16的a端连接；第二1×2耦合器15的c端与第三1×2耦合器16的b端连接；第三1×2耦合器16的c端输出探测光至第一光电探测器17。

本发明A1光缆和A2光缆铺设于需要进行安防的区域边界，其中任意一条光缆可作为传感光路，另一条光缆则作为参考光路；当振动信号作用于传感光路时，将引起探测光相位的变化，经过干涉现象转换成光强的变化，第一光电探测器17将由振动信号引起光强变化的光信号转化为电信号，电信号经第一信号放大器18和第一低通滤波器19输出至数据采集卡35的a输入端，第一信号放大器18将电信号放大；第一低通滤波器19滤除由第一光电探测器17和第一信号放大器18产生的噪声。

同理，从第三光纤增益调节器20的b端输出到第二2×2耦合器21的a端的探测光，按1:1分成两路从第二2×2耦合器21的b、c端输出；从第二2×2耦合器21的b端输出的探测光经第三光纤滤波器22和B1光缆与第六光开关25的a端连接；从第二2×2耦合器21的c端输出的探测光经第四光纤滤波器23和B2光缆与第五光开关24的a端连接；第三光纤滤波器22滤除第二2×2耦合器21的b端光路上由第二2×2耦合器21产生的器件噪声以及探测光返回时产生的噪声；第四光纤滤波器23滤除第二2×2耦合器21的c端光路上由第二2×2耦合器21产生的器件噪声以及探测光返回时产生的噪声；第五光开关24的b端与第七光开关26的a端连接；第五光开关24的c端与第四1×2耦合器30的a端连接；第六光开关25的b端与第八光开关27的a端连接；第六光开关25的c端与第四1×2耦合器30的b端连接；第七光开关26的b端与第三法拉第旋转镜28连接；第七光开关26的c端与第八光开关27的c端连接；第八光开关27的b端与第四法拉第旋转镜29连接。现对光路选择进行说明，当第五光开关24、第六光开关25均选择c端时，传感光路为马赫泽德干涉结构；当第五光开关24、第六光开关25均选择b端，且第七光开关26、第八光开关27均选择b端时，传感光路为迈克尔逊干涉结构；当第五光开关24、第六光开关25均选择b端，且第七光开关26、第八光开关27均选择c端时，传感光路为环形萨格奈克干涉结构。第二2×2耦合器21的d端与第五1×2耦合器31的a端连接；第四1×2耦合器30的c端与第五1×2耦合器31的b 端连接；第五1×2耦合器31的c端输出探测光至第二光电探测器32。B1光缆和B2光缆铺设于需要进行安防的区域边界，其中任意一条光缆可作为传感光路，另一条光缆则作为参考光路；当振动信号作用于传感光路时，将引起探测光相位的变化，经过干涉现象转换成光强的变化，第二光电探测器32将由振动信号引起光强变化的光信号转化为电信号，电信号经第二信号放大器33和第二低通滤波器34输出至数据采集卡35的e输入端，第二信号放大器33将电信号放大，第二低通滤波器34滤除由第二光电探测器32和第二信号放大器33产生的噪声；数据采集卡35包含有A/D转换模块和D/A转换模块，A/D转换模块将入侵振动信号模拟量转换为上位机38可识别的数字量；上位机38通过D/A转换模块控制调节光纤增益调节器；数据采集卡35的A/D转换模块中的a、e端分别采集A、B两个通道传感光路的振动信号信息模拟量，并将振动信号信息由输出端g传送至上位机38；第一光纤增益调节器2的c端与数据采集卡的c端连接；第二光纤增益调节器5的c端与数据采集卡的b端连接；第三光纤增益调节器20的c端与数据采集卡的d端连接；上位机38将调节光纤增益调节器放大倍数的指令，利用数据采集卡35的D/A转换模块，通过c、b、d端分别传输至第一光纤增益调节器2、第二光纤增益调节器5、第三光纤增益调节器20，从而调节光纤增益调节器的放大倍数改变探测光的功率；此外，数据采集卡35的h端与第一数字电位器36连接；数据采集卡35的f端与第二数字电位器37连接；第一数字电位器36是第一低通滤波器19的一部分，通过改变第一数字电位器36的阻值可以改变第一低通滤波器19的截止频率；第二数字电位器37是第二低通滤波器34的一部分，通过改变第二数字电位器37的阻值可以改变第二低通滤波器34的截止频率；上位机38可利用数据采集卡35的D/A转换模块，调节第一数字电位器36、第二数字电位器37的阻值从而改变第一低通滤波器19和第二低通滤波器34的截止频率。上位机38将控制开关位置的指令发送至数据采集卡35，再由数据采集卡35控制第一至第八光开关的开关位置。上位机38通过解调振动信号信息，将解调结果以波形的形式在上位机38界面显示，波形的变化情况代表A、B通道两个传感光路的情况，当有非法入侵时，上位机界面显示的波形将会发生上下剧烈的波动，整个可变结构的光纤周界安防系统可在线监测，拥有较高的实时性、可靠性、准确性和抗干扰能力。

由于周界安防系统安装环境复杂多变，采用单一分布式干涉型传感结构不能适应各种环境，很容易产生误报或漏报，而本发明一种可变结构的光纤周界安防系统则充分发挥三种结构各自的优势，能够针对环境的变化，实时切换自身结构来适应环境的变化。将本发明一种可变结构的光纤周界安防系统安装在某一特定环境后，首先利用光开关依次切换三种不同干涉型传感光路，对三种结构下采集的入侵信号进行比较，从而确定最适合当前环境的干涉型传感光路结构，当环境发生变化时，可实时切换干涉结构，并选取最优方案来满足复杂多变环境下的周界安防要求。

关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.一种可变结构的光纤周界安防系统，包括ASE宽带光源（1）、隔离器（3）、数据采集卡（35）、上位机（38），其特征在于：还包括第一光纤增益调节器（2）、第二光纤增益调节器（5）、第三光纤增益调节器（20）；

还包括：第一1×2耦合器（4）、第二1×2耦合器（15）、第三1×2耦合器（16）、第四1×2耦合器（30）、第五1×2耦合器（31）、第一2×2耦合器（6）、第二2×2耦合器（21）；

还包括：第一光纤滤波器（7）、第二光纤滤波器（8）、第三光纤滤波器（22）、第四光纤滤波器（23）；

还包括：第一光开关（9）、第二光开关（10）、第三光开关（11）、第四光开关（12）、第五光开关（24）、第六光开关（25）、第七光开关（26）、第八光开关（27）；

还包括：第一法拉第旋转镜（13）、第二法拉第旋转镜（14）、第三法拉第旋转镜（28）、第四法拉第旋转镜（29）；

还包括：第一光电探测器（17）、第二光电探测器（32）、第一信号放大器（18）、第二信号放大器（33）、第一低通滤波器（19）、第二低通滤波器（34）、第一数字电位器（36）、第二数字电位器（37）；

所述ASE宽带光源（1）输出端与第一光纤增益调节器（2）的a端连接；所述第一光纤增益调节器（2）的b端经隔离器（3）与第一1×2耦合器（4）的a端连接；所述第一光纤增益调节器（2）的c端与数据采集卡（35）的c端连接；

所述第一1×2耦合器（4）的b端与第二光纤增益调节器（5）的a端连接，所述第一1×2耦合器（4）的c端与第三光纤增益调节器（20）的a端连接；

所述第二光纤增益调节器（5）的b端与第一2×2耦合器（6）的a端连接，所述第二光纤增益调节器（5）的c端与数据采集卡（35）的b端连接；

所述第一2×2耦合器（6）的b端经第一光纤滤波器（7）与第一光开关（9）的a端连接，所述第一2×2耦合器（6）的c端经第二光纤滤波器（8）与第二光开关（10）的a端连接，所述第一2×2耦合器（6）的d端与第三1×2耦合器（16）的a端连接；

所述第一光开关（9）的b与第三光开关（11）的a端连接，所述第一光开关（9）的c端与第二1×2耦合器（15）的b端连接；

所述第二光开关（10）的b端与第四光开关（12）的a端连接，所述第二光开关（10）的c端与第二1×2耦合器（15）的a端连接；

所述第三光开关（11）的b端与第一法拉第旋转镜（13）连接，所述第三光开关（11）的c端与第四光开关（12）的c端连接，所述第四光开关（12）的b端与第二法拉第旋转镜（14）连接；

所述第二1×2耦合器（15）的c端与第三1×2耦合器（16）的b 端连接；

所述第三1×2耦合器（16）的c端依次串接第一光电探测器（17）、第一信号放大器（18）后与第一低通滤波器（19）的b端连接；

所述第一低通滤波器（19）的a端与数据采集卡（35）的a端连接；

所述第三光纤增益调节器（20）的b端与第二2×2耦合器（21）的a端连接，所述第三光纤增益调节器（20）的c端与数据采集卡（35）的d端连接；

所述第二2×2耦合器（21）的b端经第三光纤滤波器（22）与第六光开关（25）的a端连接，所述第二2×2耦合器（21）的c端经第四光纤滤波器（23）与第五光开关（24）的a端连接，所述第二2×2耦合器（21）的d端与第五1×2耦合器（31）的a端连接；

所述第五光开关（24）的b端与第七光开关（26）的a端连接，所述第五光开关（24）的c端与第四1×2耦合器（30）的a端连接；

所述第六光开关（25）的b端与第八光开关（27）的a端连接，所述第六光开关（25）的c端与第四1×2耦合器（30）的b端连接；

所述第七光开关（26）的b端与第三法拉第旋转镜（28）连接，所述第七光开关（26）的c端与第八光开关（29）的c端连接，所述第八光开关（27）的b端与第四法拉第旋转镜（29）连接；

所述第四1×2耦合器（30）的c端与第五1×2耦合器（31）的b 端连接；

所述第五1×2耦合器（31）的c端依次串接第二光电探测器（32）、第二信号放大器（33）后与第二低通滤波器（34）的b端连接；

所述第二低通滤波器（34）的a端与数据采集卡（35）的e端连接；

所述数据采集卡（35）的h端经过第一数字电位器（36）作用于第一低通滤波器（19）的c端；

所述数据采集卡（35）的f端经过第二数字电位器（37）作用于第二低通滤波器（34）的c端；

所述数据采集卡（35）的g端与上位机（38）连接。

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