CN113280945A - 基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪，包括：宽带光源模块、微波光子链路和解调系统；宽带光源模块与微波光子链路光路连接，微波光子链路与解调系统电路连接；解调系统，用于判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小。该剖面探测仪可以更快更精确地实现对海水皮表垂直剖面温度精细化观测，具有可调整测量空间分辨率的灵活观测模式。

Description

基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪

技术领域

本发明涉及光纤海洋皮表温度传感技术领域，尤其涉及一种基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪。

背景技术

海水的温度是海洋最基本的物理参数之一，海洋环境监测和水下目标探测等在温度数据获取过程中需要采用高速的数据获取方式和高空间和温度分辨率的技术，如定位潜艇的活动轨迹、研究海气界面能量传输与耦合规律等就要求传感器能够实时精确地获取海表皮温度的数据变化。然而，依靠传统的测量方法，如红外辐射探测方式受到气候环境变化和空间分辨率等因素限制，影响测量数据的准确性。传统的温盐深仪受到自身尺寸的限制，在水下的空间分辨率较低且响应速度较慢。

因此，亟需一种可以克服以上技术存在的不足，同时实现海气界面的海水垂直剖面温度的精细化观测与可调整空间测量分辨率的剖面探测仪。

发明内容

本发明提供了一种基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪，以解决现有技术问题中存在的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪，包括：宽带光源模块、微波光子链路和解调系统；

所述宽带光源模块与微波光子链路光路连接，所述微波光子链路与解调系统电路连接；

所述解调系统，用于判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小。

优选地，所述微波光子链路包括：顺序光路连接的强度调制器、第二偏振控制器、光环形器、色散补偿光纤、光电探测器，以及与所述光电探测器顺序电路连接的带通滤波器、电放大器和功分器，所述功分器一端与所述强度调制器电路连接，另一端与所述解调系统电路连接；

所述微波光子链路还包括与所述光环形器光路连接的光纤光栅阵列；

所述强度调制器包括射频输入端口和光输入输出端口，第一偏振控制器输出的光载波加载到光输入端口，微波振荡信号被调制到光载波上，通过光输出端口输出至第二偏振控制器上，偏振校正后进入光环形器；

所述光纤光栅阵列用于对经过光环形器后的光进行不同波长不同延迟位置强反射；

所述色散补偿光纤用于实现波长与延时的转换；

所述光电探测器将光信号转变为电信号，该电信号被带通滤波器进行滤波以及通过电放大器放大后，由功分器分成两部分，其中一部分加载到强度调制器的射频端，形成闭环环路，另一部分作为微波信号的输出，传输到解调系统。

优选地，所述光纤光栅阵列为温度传感探头结构，包括单模光纤、光纤光栅和耦合器。

优选地，所述温度传感探头结构为固定空间分辨率的传感探头封装结构，包括带有光纤光栅传感单元的光纤链、两个固定基板以及盖板；

所述两个固定基板以一定间隔平行的固定在同一平面上，所述光纤链通过U形波浪结构固定于两个固定基板上；

所述两个基板上均刻有多个并列的U型槽，所述U型槽的槽宽大于所述光纤的直径，两个基板上的U形槽位置交错相对，所述U型槽用于将U形波浪结构的弯曲处通过胶合剂固定于其中，所述光纤链中的每个光纤光栅传感单元位于两个基板之间，相邻光纤光栅传感单元位置上下对应且垂直距离相等；

所述盖板覆盖于所述基板上部且位于光纤链的上表面，用于保护所述光纤链。

优选地，所述温度传感探头结构为可调谐空间分辨率的传感探头封装结构，包括双剪叉式升降台结构和光纤链；

所述双剪叉式升降台结构的每个叉臂与相邻层叉臂的铰接处设置有通孔；

所述光纤链呈U形波浪结构通过双剪叉式升降台结构的通孔，光纤链位于两个升降架的同侧，且U形波浪结构的弯曲处通过胶合剂固定于各个通孔上，所述光纤链上的光纤光栅传感单元上下对应，通过双剪叉式升降台结构的升降调节光纤链上的光纤光栅传感单元的垂直距离。

优选地，所述带有光纤光栅传感单元的光纤链包括通过同一个光纤连接的多个传感单元，每个传感单元包括一个光纤光栅传感单元、单模光纤、导热金属套管和两个固定塞；

所述光纤光栅传感单元刻写于所述单模光纤上，所述单模光纤套装于所述导热金属套管中间，所述光纤光栅位于导热金属套管内部，且导热金属套管内部与单模光纤的间隙使用导热液体填充，导热金属套管两端与单模光纤之间的间隙通过固定塞密封固定。

优选地，所述宽带光源模块包括光路连接的宽带光源和第一偏振控制器，宽带光源用于产生稳定的宽光谱光源；所述第一偏振控制器用于控制所述宽带光源产生的宽谱连续偏振光的偏振态。

优选地，所述解调系统包括电路连接的频率解调电路和显示模块，所述频率解调电路判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小并传输至所述显示模块。

优选地，所述频率解调电路为电路连接的控制电路和数字信号处理器，所述显示模块为显示器。

优选地，所述相邻光纤光栅传感单元中心的上下垂直距离为0.8mm-100mm，对应空间分辨率为0.8mm-100mm。

由上述本发明的基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪提供的技术方案可以看出，本发明利用微波光子滤波器产生稳定高Q值的微波信号，将慢速、低分辨率的光波长测量转化为快速高精度的微波频率测量，提高温度探测的精度、响应速率、信噪比和动态范围。同时利用固定空间分辨率平台可实现空间0.8mm固定精度测量；利用可调谐空间分辨率平台结合光纤的小尺寸灵活设计的特点，可实现最大100mm可变空间分辨率的温度测量；可以更快、更精确地实现对海水皮表垂直剖面温度精细化观测，具有可调整测量分辨率的灵活观测模式。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪的结构示意图；

图2为实施例一的温度传感探头结构示意图；

图3为传感单元的封装结构示意图；

图4为实施例二的温度传感探头结构立体示意图；

图5为实施例二的温度传感探头结构侧视图；

图6为实施例二的温度传感探头结构主视图；

图7为实施例二的温度传感探头结构俯视图；

附图标记说明：

1宽带光源模块、2微波光子链路、3解调系统、4宽带光源、5第一偏振控制器、6强度调制器、7第二偏振控制器、8光环形器、9光纤光栅阵列、10耦合器、11单模光纤、12光纤光栅、13色散补偿光纤、14光电探测器、15带通滤波器、16电放大器、17功分器、18频率解调电路、19显示模块、20导热金属套管、21导热液体、22固定塞、23固定基板、24X形固定支架、25金属顶板、26叉臂、27通孔。

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

图1为本实施例的基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪的结构示意图，参照图1，该探测仪包括：宽带光源模块1、微波光子链路2和解调系统3。

宽带光源模块1与微波光子链路2光路连接，微波光子链路2与解调系统3电路连接。

宽带光源模块1包括光路连接的宽带光源4和第一偏振控制器5，宽带光源4用于产生稳定的宽光谱光源；第一偏振控制器5用于控制宽带光源4产生的宽谱连续偏振光的偏振态。

微波光子链路2包括：顺序光路连接的强度调制器6、第二偏振控制器7、光环形器8、色散补偿光纤13、光电探测器14，以及与光电探测器14顺序电路连接的带通滤波器15、电放大器16和功分器17，功分器17一端与强度调制器6电路连接，另一端与解调系统3电路连接。

微波光子链路2还包括与光环形器8光路连接的光纤光栅阵列9，光纤光栅阵列9为温度传感探头结构，包括单模光纤11、光纤光栅12和耦合器10。

图2为本实施例的温度传感探头结构示意图，参照图2，本实施例的温度传感探头结构为固定空间分辨率的传感探头封装结构，包括带有光纤光栅传感单元的光纤链和两个固定基板23；

两个固定基板23以一定间隔平行的固定在同一平面上，光纤链通过U形波浪结构固定于两个固定基板上。具体地，本实施例中的基板为金属基板，为两片长条形金属板，背侧通过X形固定支架24固定，X形固定支架将两块金属基板以一定间隔平行地固定在同一平面上，起到定位支撑作用。金属基板用于承载光纤链。

两个基板上均刻有多个并列的U型槽，U型槽的槽宽大于光纤的直径，保证光纤链不受U型槽结构应力干扰。

光纤链在安装时通过胶合剂在非光纤光栅传感单元处与基板进行固定，使光纤链上的光纤光栅传感单元悬空固定于两个基板间空隙处，光纤光栅的传感探头部分采用金属封装，用于保持其应力强度。

U型槽用于将U形波浪结构的弯曲处通过胶合剂固定于其中，光纤链中的每个光纤光栅传感单元位于两个基板之间，相邻光纤光栅传感单元位置上下对应且垂直距离相等，相邻光纤光栅传感单元中心的上下垂直距离为0.8mm。

优选地，该结构还包括盖板(图2中未示出)，盖板覆盖于基板上部且位于光纤链的上表面，用于保护光纤链。具体地，盖板覆于基板上，与基板同样外形尺寸，并且采用与基板相同的材料以保证相同的热膨胀系数。

温度传感探头采用金属管预应力封装工艺，可以消除静水压和水的冲击力影响。其中，带有光纤光栅传感单元的光纤链包括通过同一个光纤连接的多个传感单元，光纤链上光纤光栅传感单元的间隔为0.5m，图3为传感单元的封装结构示意图，参照图3，每个传感单元(传感探头)包括光纤光栅传感单元、单模光纤11、导热金属套管20和两个固定塞22。传感单元中光纤光栅由不同谐振波长的强反射光纤光栅阵列构成。作为温度的测量单元。

光纤光栅传感单元安装于单模光纤11上，单模光纤11部分套装于导热金属套管20中间，光纤光栅12位于导热金属套管20内部，且导热金属套管20内部与单模光纤11的间隙使用导热液体21填充，导热金属套管20两端与单模光纤11之间的间隙通过固定塞22密封固定。外界海水温度经导热金属套管20与导热液体21传递给光纤光栅传感单元。其中导热金属套管直径为0.6mm。

强度调制器6包括射频输入端口和光输入输出端口，第一偏振控制器5输出的光载波加载到光输入端口，微波振荡信号被调制到光载波上，通过光输出端口输出至第二偏振控制器7上，偏振校正后进入光环形器8。光纤光栅阵列9用于对经过光环形器8后的光进行不同延迟位置强反射。色散补偿光纤13用于实现波长与延时的转换。光电探测器14将光信号转变为电信号，该电信号被带通滤波器15进行滤波以及通过电放大器16放大后，由功分器17分成两部分，其中一部分加载到强度调制器6的射频端，形成闭环环路，另一部分作为微波信号的输出，传输到解调系统3。

解调系统3，用于判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小。解调系统包括电路连接的频率解调电路和显示模块，频率解调电路判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小并传输至所述显示模块。示意性地，本实施例中频率解调电路可以为电路连接的控制电路和数字信号处理器，显示模块为显示器。作用是将系统的频率变化信号转化为电压变化信号输出。

上述本实施例的基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪的工作过程为：由宽带光源模块1产生的宽谱光进入到强度调制器6中，然后通过光环形器8发送到光纤光栅传感阵列9上。该传感阵列由多个不同波长的光纤光栅间隔一定物理距离组成，通过波长复用实现不同的光电环路。为了实现有效的准分布式传感，光栅具有不同的谐振波长和一定强度的反射率，以确保大部分的光能够被反射。当光栅随温度变化时，通过色散补偿光纤13将光纤光栅12在光域中的谐振波长漂移△λ转换为时移△t。进一步输出的光信号被高速光电探测器转换成电信号，通过电放大器16和带通滤波器15反馈回强度调制器6完成回路。利用波长变化映射回路时间变化映射微波振荡频率变化，最终通过频率解调系统实现温度变化测量。

光纤光栅处所处的温度场发生变化，其材料本身的热光效应和热膨胀效应将导致光纤光栅所受应力发生变化，从而导致光纤折射率的变化和周期的变化导致其中心波长发生变化。

ΔΛ＝α·Λ·ΔT

其中，ΔΛ是周期的改变量，α是膨胀系数，是由热膨胀效应引起的。

Δn_eff＝ξ·n_eff·ΔT

其中，Δn_eff为有效折射率的改变量，ξ是热光系数，是由热膨胀效应引起的。

当纤芯的折射率和光栅周期改变时Bragg波长的改变量为：

Δλ_B＝2Δn_effΛ+2n_effΔΛ

Δλ_B是中心波长的改变量，λ_B为Bragg波长，n_eff为有效折射率，Δn_eff是有效折射率变化量，ΔΛ是光栅周期变化量。当温度和应变同时发生变化时，Bragg波长的变化可表示为：

Δε为应变变化，ΔT为温度变化，P_ij为光纤材料的弹光张量分量，α为光纤材料的热膨胀系数，ξ为光纤材料的热光系数。而ΔΛ、ΔT、Δε具有良好的线性关系，通过合理的预应力和真空金属封装，解决压力和应力对于温度测量的干扰，将海水温度转化为光纤光栅波长变化，进一步通过微波光子链路将波长变化转化为微波频率的变化。

实施例二

本实施例提供了一种基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪。包括：宽带光源模块、微波光子链路和解调系统。

宽带光源模块与微波光子链路电路连接，微波光子链路与解调系统光路连接。

微波光子链路包括：顺序光路连接的强度调制器、第二偏振控制器、光环形器、色散补偿光纤、光电探测器，以及与光电探测器顺序电路连接的带通滤波器、电放大器和功分器，功分器一端与强度调制器电路连接，另一端与解调系统电路连接。

微波光子链路还包括与光环形器光路连接的光纤光栅阵列，光纤光栅阵列为温度传感探头结构，包括单模光纤、光纤光栅和耦合器。

图4为本实施例的温度传感探头结构立体示意图，图5为本实施例的温度传感探头结构侧视图，图6为本实施例的温度传感探头结构主视图，图7为本实施例的温度传感探头结构俯视图，参照图4、图5、图6和图7，温度传感探头为可调谐空间分辨率的传感探头封装结构，包括双剪叉式升降台结构和光纤链。

双剪叉式升降台结构的每个叉臂26与相邻层叉臂的铰接处设置有通孔27。

光纤链呈U形波浪结构通过双剪叉式升降台结构的通孔27，光纤链位于两个升降架的同侧，且U形波浪结构的弯曲处通过胶合剂固定于各个通孔27上，光纤链上的光纤光栅传感单元位置上下对应，通过双剪叉式升降台结构的升降调节光纤链上的光纤光栅传感单元位置的垂直距离。优选地，相邻光纤光栅传感单元中心的上下垂直距离为0.8mm-100mm，对应空间分辨率为0.8mm-100mm。

双剪叉式升降台结构由两个金属顶板25与多个作为叉臂26的金属连杆组成。两个叉臂26在中心处通过螺栓连接形成X形，再通过螺栓在连杆两端与相邻层叉臂26的末端铰接连接，基于平行四边形铰接原理，组成两组具有多个X形连杆相连的竖直方向可伸缩结构。两组升降架可调谐结构平行排列，顶部与底部由顶板固定并起定位支撑作用。

安装光纤链时，光纤链穿过连杆上预留的通孔27，通过胶合剂固定，光纤链整体呈U形波浪结构竖直固定于两组平行的升降架可调谐结构间，使金属封装后的光栅部分依旧悬空固定。通过可调谐空间分辨率平台垂直伸缩，带动光纤链在竖直方向上等间距伸缩，光栅间的竖直间隔改变，解决应力和温度交叉敏感、海水复杂环境的测量干扰以及实现可变空间分辨率测量。从而实现测量深度范围及精度可调谐的海水表皮温度测量。其排列间隔由可调谐空间分辨率平台实际设计尺寸决定，可覆盖至100mm的空间精度测量。

传感探头采用金属管预应力封装工艺，可以消除静水压和水的冲击力影响。其中，带有光纤光栅传感单元的光纤链包括通过同一个光纤连接的多个传感单元，传感单元中光纤光栅由不同谐振波长的强反射光纤光栅阵列构成。作为温度的测量单元。

解调系统，用于判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化(当位于某一位置的光纤光栅由于海水温度变化时，其反射波长会发生漂移)，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小。

解调系统包括电路连接的频率解调电路和显示模块，频率解调电路判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小并传输至所述显示模块。示意性地，本实施例中频率解调电路可以为电路连接的控制电路和数字信号处理器，显示模块为显示器。作用是将系统的频率变化信号转化为电压变化信号输出，通过采用数字信号频率解调技术解调出所述电信号的频率变化信息，获取所述微波响应频率，根据所述微波响应频率获取所述水温信号，并进行处理显示，微波响应频率通过对时域脉冲进行傅里叶变换得到。

本领域技术人员应能理解上述应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在实际应用中，上述信部件也可以设置在装置的内部的其它位置。本发明实施例并不局限上述具体放置位置，上述部件在装置的内部中的任何放置方式都在本发明实施例的保护范围中。

本领域技术人员应能理解，图1仅为简明起见而示出的部件数量可能小于一个实际装置的数量，但这种省略无疑是以不会影响对发明实施例进行清楚、充分的公开为前提的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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 (10)

1.一种基于微波光子的毫米级海水皮表温剖面探测仪，其特征在于，包括：宽带光源模块、微波光子链路和解调系统；

所述宽带光源模块与微波光子链路光路连接，所述微波光子链路与解调系统电路连接；

所述解调系统，用于判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小。

2.根据权利要求1所述的探测仪，其特征在于，所述微波光子链路包括：顺序光路连接的强度调制器、第二偏振控制器、光环形器、色散补偿光纤、光电探测器，以及与所述光电探测器顺序电路连接的带通滤波器、电放大器和功分器，所述功分器一端与所述强度调制器电路连接，另一端与所述解调系统电路连接；

所述微波光子链路还包括与所述光环形器光路连接的光纤光栅阵列；

所述强度调制器包括射频输入端口和光输入输出端口，第一偏振控制器输出的光载波加载到光输入端口，微波振荡信号被调制到光载波上，通过光输出端口输出至第二偏振控制器上，偏振校正后进入光环形器；

所述光纤光栅阵列用于对经过光环形器后的光进行不同波长不同延迟位置的强反射；

所述色散补偿光纤用于实现波长与延时的转换；

所述光电探测器将光信号转变为电信号，该电信号被带通滤波器进行滤波以及通过电放大器放大后，由功分器分成两部分，其中一部分加载到强度调制器的射频端，形成闭环环路，另一部分作为微波信号的输出，传输到解调系统。

3.根据权利要求1所述的探测仪，其特征在于，所述光纤光栅阵列为温度传感探头结构，包括单模光纤、光纤光栅和耦合器。

4.根据权利要求3所述的探测仪，其特征在于，所述温度传感探头结构为固定空间分辨率的传感探头封装结构，包括带有光纤光栅传感单元的光纤链、两个固定基板以及盖板；

所述两个固定基板以一定间隔平行的固定在同一平面上，所述光纤链通过U形波浪结构固定于两个固定基板上；

所述两个基板上均刻有多个并列的U型槽，所述U型槽的槽宽大于所述光纤的直径，两个基板上的U形槽位置交错相对，所述U型槽用于将U形波浪结构的弯曲处通过胶合剂固定于其中，所述光纤链中的每个光纤光栅传感单元位于两个基板之间，相邻光纤光栅传感单元位置上下对应且垂直距离相等；

所述盖板覆盖于所述基板上部且位于光纤链的上表面，用于保护所述光纤链。

5.根据权利要求3所述的探测仪，其特征在于，所述温度传感探头结构为可调谐空间分辨率的传感探头封装结构，包括双剪叉式升降台结构和光纤链；

所述双剪叉式升降台结构的每个叉臂与相邻层叉臂的铰接处设置有通孔；

所述光纤链呈U形波浪结构通过双剪叉式升降台结构的通孔，光纤链位于两个升降架的同侧，且U形波浪结构的弯曲处通过胶合剂固定于各个通孔上，所述光纤链上的光纤光栅传感单元上下对应，通过双剪叉式升降台结构的升降调节光纤链上的光纤光栅传感单元的垂直距离。

6.根据权利要求4或5所述的探测仪，其特征在于，所述带有光纤光栅传感单元的光纤链包括通过同一个光纤连接的多个传感单元，每个传感单元包括一个光纤光栅、单模光纤、导热金属套管和两个固定塞；

所述光纤光栅传感单元刻写于所述单模光纤上，所述单模光纤套装于所述导热金属套管中间，所述光纤光栅位于导热金属套管内部，且导热金属套管内部与单模光纤的间隙使用导热液体填充，导热金属套管两端与单模光纤之间的间隙通过固定塞密封固定。

7.根据权利要求1所述的探测仪，其特征在于，所述宽带光源模块包括光路连接的宽带光源和第一偏振控制器，宽带光源用于产生稳定的宽光谱光源；所述第一偏振控制器用于控制所述宽带光源产生的宽谱连续偏振光的偏振态。

8.根据权利要求1所述的探测仪，其特征在于，所述解调系统包括电路连接的频率解调电路和显示模块，所述频率解调电路判断微波光子链路中单模光纤的色散效应发生的时域脉冲时移是否发生变化，以及通过时移变化量确定传感位置及传感幅度大小并传输至所述显示模块。

9.根据权利要求8所述的探测仪，其特征在于，所述频率解调电路为电路连接的控制电路和数字信号处理器，所述显示模块为显示器。

10.根据权利要求8所述的探测仪，其特征在于，所述相邻光纤光栅传感单元中心的上下垂直距离为0.8mm-100mm，对应空间分辨率为0.8mm-100mm。

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