CN118209055A - 一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器及其复用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器及其复用系统，属于光纤传感技术领域，包括依次连接的宽谱光源、带通滤波器、电光调制器、分路耦合器、延时单元、形变传感器阵列、合路耦合器、传输光纤、光电探测器以及矢量网络分析仪；所述形变传感器阵列用于将形变信息转换为光载微波信号在反谐振增强环腔中的衰荡信息，所述光电探测器用于将经过延时处理和环腔衰荡后的光载微波信号转换为电信号，所述矢量网络分析仪用于测量转换后的电信号以获取所述形变传感器阵列的总频率响应，基于该总频率响应的频‑时变换和特征提取实现对每个形变传感器的解调和复用。本发明在光纤环腔中嵌入对形变敏感的反谐振形变传感单元，提高了光纤环腔的传感灵敏度。

Description

一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器及其复用系统

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器及其复用系统。

背景技术

形变作为生产生活，自然环境以及工程应用中重要信息参数，关系到了生产效率和基础设置安全以及众多高精尖领域，其检测技术近年来受到了人们广泛的关注与深入的研究。一直以来，为了满足人们对于形变检测日益增长的需求，高精度、高性能、稳定可靠、测量范围广的微型形变传感器(109)被不断提出。传统的机械式和电信号类形变传感器(109)存在一些局限，例如易受电磁干扰、长期稳定性差、需持续供电以及传输距离有限等缺点。为了克服这些问题，光纤传感器被广泛研究和应用。光纤传感器具有许多独特的优势，包括体小质轻、耐腐蚀、不受电磁干扰、测量精度高以及易于长距离传输等。

实时在线监测形变的光纤传感器是目前研究的热点，通过测量光纤中的光载波干涉幅度谱的变化来监测形变事件并分析其特征。这种基于光纤的传感技术具有高灵敏度和高精度的特点，能够准确地捕捉微小形变并进行可靠的测量。通过合理设计光纤传感器的结构和布置，实现对形变的多参数监测，如形变的幅值和范围等，为工程师和科研人员提供了更详细和全面的形变信息。受到微波光子学相关研究的启发，光载微波干涉技术同时结合了光学和微波的优势，具备了多个有利于传感应用的优势，包括对光波导类型的依赖性低，对光偏振变化不敏感，抗外部环境干扰能力强，具有高信噪比和分布式传感的潜力。光纤环腔通过使光载波在环腔中循环往复传播，多次经受待测量的作用从而提高传感灵敏度。但现有的基于光纤环腔的光载微波传感解调灵敏度有限，且存在精度易受功率波动影响的问题。因此，设计一款高灵敏度、高精度且抗干扰能力强的准分布式光纤形变传感器显得十分重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器及其复用系统。

为实现上述效果，本发明的技术方案如下：

第一个方面，本发明提供一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器，所述形变传感器包括依次连接的输入光纤、第一环腔耦合器、反谐振形变传感单元、第二环腔耦合器、输出光纤；所述输入光纤、输出光纤用于传输光载微波信号；

所述反谐振形变传感单元贴合在被测物体上，用于感知被测物体形变；

所述形变传感器还设有环腔光纤，环腔光纤与所述第一环腔耦合器的输入端和第二环腔耦合器的输出端分别相连接，用于将被测物体的形变信息转化为光信号强度的衰减，进而引起光载微波干涉条纹幅度、对比度以及时域信号衰荡时间的变化；

形变传感器通过并联的方式构成准分布式的形变传感器阵列；

所述第一环腔耦合器、第二环腔耦合器的耦合分光比根据所需并联后的反谐振形变传感单元数量进行调节。

进一步的，所述反谐振形变传感单元通过反谐振光纤结构固定在被测物体表面。

进一步的，所述反谐振形变传感单元由依次连接的输入单模光纤、空芯光纤、输出单模光纤构成。

第二个方面，本发明提供了一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器复用系统，其特征在于，包括依次连接的宽谱光源、带通滤波器、电光调制器、分路耦合器、延时单元、形变传感器阵列、合路耦合器、传输光纤、光电探测器以及矢量网络分析仪；

所述宽谱光源用于产生光载波，所述带通滤波器用于对光载波进行滤波；所述矢量网络分析仪用于产生微波信号并输入至电光调制器，电光调制器用于根据所述矢量网络分析仪产生的微波信号对光载波的强度进行调制从而产生光载微波信号，每个形变传感器将探测到的被测物体形变信息加载到光载微波信号上，所述形变传感器阵列中所有分路的光载微波信号叠加在一起由所述光电探测器和所述矢量网络分析仪接收并获取系统总频率响应；

所述分路耦合器用于将调制后的光载微波信号分为N路，所述延时单元用于对N路光载微波信号进行延时，所述形变传感器阵列用于通过形变传感器对被测物体形变进行探测；

所述形变传感器工作时，将反谐振形变传感单元贴合在被测物体上，光载微波耦合到形变传感器的环腔光纤后传输经过反谐振形变传感单元，并在环腔光纤中不断循环传播衰荡，当目标物体产生形变时，相应位置处的反谐振形变传感单元因受力而发生形变，反谐振形变传感单元中的反谐振结构形变弯曲加剧包层模的泄漏，使光载微波信号的频率响应信号和时域衰荡信号发生变化；

所述合路耦合器用于对被测物体形变信息加载后的光载微波信号进行合路，并通过传输光纤传输至光电探测器；

所述光电探测器用于将该延时处理和环腔衰荡后的光载微波信号转换为电信号，所述矢量网络分析仪用于测量转换后的电信号，以获取所述形变传感器阵列的总频域响应；

从系统的总频率响应中提取每个形变传感器的频率响应和时域信号，对每个形变传感器探测的光载微波信号的频率响应信号变化值和时域衰荡信号变化值进行解调，实现多路形变传感器的准分布式传感。

所述宽谱光源用于提供标准通信波段附近的平坦宽谱光，带通滤波器用于控制输入光谱范围从而灵活调节传感灵敏度和量程，电光调制器用于将微波信号加载到光载波上，矢量网络分析仪用于检测传感系统的频率响应，通过对该响应中的幅度谱和相位谱进行解调，实现对形变的多路准分布式实时在线监测。

进一步的，所述宽谱光源发出的光载波的波长范围为1528nm至1563nm。

进一步的，所述光电探测器为高速APD探测器。

进一步的，所述多路形变传感器的频率响应解调过程为：

对整个复用系统频率响应进行逆傅里叶变换并根据延时单元和环腔光纤的环腔参数信息对每路形变传感器的光载微波信号的频率响应信号和时域衰荡信号进行识别，通过时域滤波提取得到每路形变传感器的时域信号，对时域信号进行指数函数拟合实现时域衰荡解调，或者对时域信号进行傅里叶变换实现频域解调。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

1、在光纤环腔中嵌入对形变敏感的反谐振形变传感单元，提高了光纤环腔的传感灵敏度；

2、通过时域滤波提取得到每路形变传感器的时域信号，对时域信号进行傅里叶变换频域解调或者指数函数拟合，得到时域衰荡解调，对于光源相干性要求低、对光源波长和功率抖动不敏感，抗环境干扰能力强；

3、通过带通滤波器可以调控光载波的波长和带宽，以灵活选择和调整在反谐振光谱响应中的工作窗口位置和宽度，电光调制器根据所述矢量网络分析仪产生的微波信号对滤波选择后的光载波进行调制，每个形变传感器探测到的被测物体形变信息加载到光载微波信号上，从而进一步提高形变传感器检测灵敏度和灵活调控测量动态范围；

4、采用简单、低损耗的光纤传输感知一体化链路结构，具有成本低、可远程测量等优势；

5、区别于传统单点式传感器，本发明提供了基于不同延时单元设置的环腔频域响应的提取，同时解调多路形变传感器，实现准分布式传感，大大提高了系统的复用容量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的形变传感器复用系统示意图；

图2为本发明实施例提供的基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器示意图；

图3为本发明实施例提供的光纤环腔内嵌的反谐形变传感单元示意图；

图4为本发明实施例提供的形变传感实验测试结果图，形变量用曲率来定量表示；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

101—宽谱光源，102—带通滤波器，103—电光调制器，104—分路耦合器，105—第一路延时单元，106—第二路延时单元，107—第三路延时单元，108—第N路延时单元，109—形变传感器，110—合路耦合器，111—传输光纤，112—光电探测器，113—矢量网络分析仪，114—同轴电缆；201—输入光纤，202—第一环腔耦合器，203—反谐振形变传感单元，204—第二环腔耦合器，205—输出光纤，206—环腔光纤；301—输入单模光纤，302—空芯光纤，303—输出单模光纤。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例

本实施例提出了一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器。请参阅图1，所述形变传感器109包括依次连接的输入光纤201、第一环腔耦合器202、反谐振形变传感单元203、第二环腔耦合器204、输出光纤205；所述输入光纤201、输出光纤205用于传输光载微波信号；

所述反谐振形变传感单元203贴合在被测物体上，用于感知被测物体形变；

所述形变传感器109还设有环腔光纤206，环腔光纤206与所述第一环腔耦合器202的输入端和第二环腔耦合器204的输出端分别相连接，用于将被测物体的形变信息转化为光信号强度的衰减，进而引起光载微波干涉条纹幅度、对比度以及时域信号衰荡时间的变化；

形变传感器109通过并联的方式构成准分布式的形变传感器阵列；

所述第一环腔耦合器202、第二环腔耦合器204的耦合分光比根据所需并联后的反谐振形变传感单元203数量进行调节。

可以理解的是，第一环腔耦合器202，用于将光载微波信号分为两路，第一路进入反谐振形变传感单元203，第二路进入环腔光纤206；第二环腔耦合器204用于将第一路光载微波信号、环腔光纤206传输的光载微波信号合为一路。所述反谐振结构根据所需的形变传感灵敏度和量程大小调整各部分长度。还可以设置延时单元，通过基于频-时变换和时域脉冲序列定位的多路形变传感器109特征信息提取，在时域上区分和提取每路形变传感器109的光载微波信号的频率响应和时域信号特征信息。

所述环腔光纤206由特种光纤制成，以满足宏弯曲损耗不敏感且不易受损的要求；所述特种光纤的损耗对弯曲变化不敏感，材质强度大不易折断，外部有一层保护层。形变传感器采用特殊的涂覆与封装，使其能稳定工作在高温和高压恶劣环境中。

作为优选的技术方案，本实施例中，所述反谐振形变传感单元203通过反谐振光纤结构固定在被测物体表面，且极易在目标物体形变作用下受迫弯曲。

作为优选的技术方案，本实施例中，所述反谐振形变传感单元203由依次连接的输入单模光纤301、空芯光纤302、输出单模光纤303构成，对形变敏感，将形变转化为损耗信息。

一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器复用系统，包括依次连接的宽谱光源101、带通滤波器102、电光调制器103、分路耦合器104、延时单元、形变传感器阵列、合路耦合器110、传输光纤111、光电探测器112以及矢量网络分析仪113；

所述宽谱光源101用于产生光载波，所述带通滤波器102用于对光载波进行滤波；所述矢量网络分析仪113用于产生微波信号并输入至电光调制器103，电光调制器103用于根据所述矢量网络分析仪113产生的微波信号对光载波的强度进行调制从而产生光载微波信号，每个形变传感器109将探测到的被测物体形变信息加载到光载微波信号上，所述形变传感器阵列中所有分路的光载微波信号叠加在一起由所述光电探测器112和所述矢量网络分析仪113接收并获取系统总频率响应；

所述分路耦合器104用于将调制后的光载微波信号分为N路，所述延时单元用于对N路光载微波信号进行延时，所述形变传感器阵列用于通过形变传感器109对被测物体形变进行探测；

所述形变传感器109工作时，将反谐振形变传感单元203贴合在被测物体上，光载微波耦合到形变传感器109的环腔光纤206后传输经过反谐振形变传感单元203，并在环腔光纤206中不断循环传播衰荡，当目标物体产生形变时，相应位置处的反谐振形变传感单元203因受力而发生形变，反谐振形变传感单元203中的反谐振结构形变弯曲加剧包层模的泄漏，使光载微波信号的频率响应信号和时域衰荡信号发生变化；

所述合路耦合器110用于对被测物体形变信息加载后的光载微波信号进行合路，并通过传输光纤111传输至光电探测器112；

所述光电探测器112用于将该延时处理和环腔衰荡后的光载微波信号转换为电信号，所述矢量网络分析仪113用于测量转换后的电信号，以获取所述形变传感器阵列的总频域响应；

从系统的总频率响应中提取每个形变传感器109的频率响应和时域信号，对每个形变传感器109探测的光载微波信号的频率响应信号变化值和时域衰荡信号变化值进行解调，实现多路形变传感器的准分布式传感。

可以理解的是，所述矢量网络分析仪113具有微波产生和锁相放大的功能，可以被微波源和锁相放大器等效取代。所述形变传感器阵列的输入端和输出端分别与分路耦合器104和合路耦合器110相连以实现复用；所述宽谱光源101、带通滤波器102和电光调制器103之间通过光纤连接，延时单元包括第一路延时单元105、第二路延时单元106、第三路延时单元107直至第N路延时单元108。

所述宽谱光源101还连接有宽谱光源控制电路；所述宽谱光源控制电路用于控制所述宽谱光源101的开关与功率大小，补偿电光调制器103由于环境因素引起的调制性能波动。

复用系统还包括温控模块，所述温控模块维持宽谱光源101和电光调制器103工作稳定恒定；所述宽谱光源101、电光调制器103以及宽谱光源控制电路均固定在所述温控模块所在封装箱内；工作时，所述封装箱放置在工作区域，环腔光纤206被粘贴固定在被测物体表面用于感知形变。

作为优选的技术方案，本实施例中，所述宽谱光源101发出的光载波的波长范围为1528nm至1563nm。

作为优选的技术方案，本实施例中，所述光电探测器112为高速APD探测器，满足高频率小信号的探测需求，且通过并联方式构成传感阵列。

作为优选的技术方案，本实施例中，所述多路形变传感器109的频率响应解调过程为：

对整个复用系统频率响应进行逆傅里叶变换并根据延时单元和环腔光纤206的环腔参数信息对每路形变传感器109的光载微波信号的频率响应信号和时域衰荡信号进行识别，通过时域滤波提取得到每路形变传感器109的时域信号，对时域信号进行指数函数拟合实现时域衰荡解调，或者对时域信号进行傅里叶变换实现频域解调。

需要说明的是，为了提高现有形变传感器109的灵敏度以及多点传感的能力，本发明提供的基于反谐振增强环腔衰荡的准分布式形变传感器109复用系统，工作时，宽谱光源101输出的宽光谱非相干光经带通滤波器102滤波后，传输至电光调制器103并被调制上矢量网络分析仪113发出的微波信号，调制后形成的光载微波信号被分路耦合器104分为N路，在分别经历第一路延时单元105、第二路延时单元106、第三路延时单元107直至第N路延时单元108后耦合进入到每路的形变传感器109中，形变传感器109感受到被测物体的形变后会对光载微波信号产生影响，N路带有形变信息的光载微波从每路的形变传感器109中出射后，经过合路耦合器110重新耦合到一根传输光纤111中，被光电探测器112转换为微波电信号，并由矢量网络分析仪113接收，从而得到整个系统的频率响应，采用基于频-时变换和时域脉冲序列定位的多路形变传感器109特征信息提取方法，从该频率响应中解调得到形变信息。

图1形变传感器109中，反谐振形变传感单元203的结构如图3所示，包括：301—输入单模光纤301，302—空芯光纤302，303—输出单模光纤303；输入单模光纤301、空芯光纤302和输出单模光纤303顺次相连，其中空芯光纤302需要选择合适的长度以确保产生反谐振效应，为便于实施，空芯光纤302长度可选择1.5mm，使输入光能够充分耦合到空芯光纤302包层中激发反谐振效应。

为便于实施，宽谱光源101发出的光载波为宽谱非相干光，宽谱非相干光的波长范围选择1528nm至1563nm，宽谱非相干光用于避免传感结构中的光学干涉，该波段基本位于常规通信波段—C波段，已有与之相配套的成熟的电光调制器103、分路耦合器104、合路耦合器110、光电探测器112等光电器件和设备。

带通滤波器102用于选择光载波的波段范围，从而调节光载波波长在形变传感器109光谱响应中的位置，基于反谐振结构的反谐振形变传感单元203的形变光谱响应与波长相关，因此调节带通滤波器102以便根据实际情况灵活调节形变传感灵敏度和量程；

分路耦合器104和合路耦合器110均为等功率分光比耦合器，每路光的耦合比例均相同；

第一路延时单元105、第二路延时单元106、第三路延时单元107直至第N路延时单元108的延时各不相同，且彼此间时延差需要确保各形变传感器109的时域信息不发生重叠，从而在基于系统频率响应得到的时域信号中区分每路形变传感器109的信息；

光电探测器112可选择高速APD探测器，以满足光载微波信号对频率的要求，在将光信号转化为电信号同时完成放大步骤，并输入到矢量网络分析仪113中；

所述的基于频-时变换和时域脉冲序列定位的多路形变传感器109特征信息提取方法，是将矢量网络分析仪113得到的系统频率响应变换为时域信号，基于预设延时单元和环腔的参数信息，在时域中对每路形变传感器109的时域衰荡响应进行定位识别，从而干扰分别提取每路形变传感器109的特征时域信息，基于该时域信息以及变换得到的频域信息实现对形变量的解调和测量；

形变传感器109中的第一环腔耦合器202和第二环腔耦合器204的耦合分光比可根据所需的并联形变传感器109数量、形变测量灵敏度以及量程进行调整，在本实施案例中可选择95:5的耦合分光比以使光载微波在环腔中衰荡足够多的圈数，从而提供较高的传感灵敏度；

构成反谐振形变传感单元203的反谐振结构的材料为二氧化硅，其典型直径为125μm，极易在外力作用下产生弯曲，在形变测量时，反谐振形变传感单元203被紧密贴合在被测物体表面，当目标物体发生形变时，会使反谐振形变传感单元203也产生相应的形变，从而使反谐振结构中的包层模泄漏加剧，反映为光谱响应的强度变化，从而对光载微波信号在环腔中的衰荡产生影响，通过系统频率响应对该反谐振增强的环腔衰荡进行解调即可测得形变大小；

基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感的频域响应实验测试结果如图4所示，形变传感器109的频域干涉谱和时域信号衰荡均随着形变引起的曲率增大而衰减，具体表现为幅度的减小和衰荡时间的缩短。

应当理解的是，为便于阐明上述形变传感器109的结构和实施原理，图1仅示出了形变传感器阵列中的部分传感器，“···”表示省略部分，具体应用时准分布式测量容量取决于形变传感器109的并联数量；

上述形变传感器109及其复用系统的传感灵敏度高且稳定性好，并且通过合理分配延时单元和布置形变传感器109能够实时获取目标物体的多点形变信息，能够有效解决现有的基于光纤环腔的形变传感器109灵敏度低且难以复用的问题；

本发明所述的形变传感器进行形变检测的基本原理：由于反谐振形变传感单元203中的光纤微结构对外力十分敏感，当被测物体发生形变时，紧密贴合在目标物体表面的反谐振形变传感单元203中的反谐振光纤结构受迫弯曲，导致输入单模光纤301、空芯光纤302、输出单模光纤303结构的光学透射谱发生显著变化；当输入光载微波信号在环腔中循环传播并不断经过反谐振形变传感单元203时，反谐振结构的光谱变化会转换为环腔的透射率变化，进而引起环腔的频谱响应和时域衰荡时间变化，从而增强光纤环强衰荡对形变的响应灵敏度。经过矢量网络分析仪113对系统频率响应的检测，根据频-时变换和时域特征信息提取区分和识别每路形变传感器109，通过不同调制频率下的解调以及光学滤波器的波长调控，进一步增强灵敏度，从而实现被测物体的高精度形变测量。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器，这种新型光纤形变传感器109能有效地解决传统形变传感器109灵敏度低、动态测量范围小的问题，适用于远距离下的高温高压等恶劣环境的形变监测，具有较高的实用性和新颖性。为了满足上述需求，本发明提供一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器及其复用系统，该传感器主要由内嵌反谐振结构的光纤环腔构成，包括第一环腔耦合器202、第二环腔耦合器204、环腔光纤206和反谐振形变传感单元203，所述反谐振形变传感单元203由单模-空芯-单模光纤顺次熔接所构成，利用反谐振效应增强光纤环强衰荡的形变检测灵敏度。多路所述形变传感器109分别与延时单元相连，通过分路耦合器104和合路耦合器110进行并联，每个形变传感器109及其内部的反谐振形变传感单元203结构、以及延时单元根据不同场景的需求进行调整。

本发明公开了一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器及其复用系统，包括：光纤环腔以及嵌入在环腔内的反谐振形变传感单元203组成的形变传感器109，反谐振形变传感单元203用于感受外力作用下引起的微小形变并将其调制在光信号上；每个形变传感器109包括两个2×2光纤耦合器、基于反谐振结构的反谐振形变传感单元203、环腔光纤206，以及分别用于光输入与输出的传输光纤111；带通滤波器102用于将光载波波段调节至反谐振结构的光谱敏感区，从而在基于反谐振结构的反谐振形变传感单元203中利用反谐振效应增强环腔衰荡的传感灵敏度；多个形变传感器109通过分路耦合器104与合路耦合器110进行并联，每个形变传感器109与分路耦合器104间引入不同的延时单元用于在时域上区分形变传感器109，可实现多路形变传感复用；宽带光源、电光调制器103、光电探测器112和矢量网络分析仪113用于实现光信号与电信号间的转换，从而利用微波光子技术在频域和时域上分别实现对形变的解调和对多路形变传感器109的复用。工作时，由电光调制器103调制的光载微波经分路耦合器104后分别经历不同的延时后进入形变传感器109中，在光纤环腔中循环传播并不断衰荡，环腔中内嵌的反谐振结构对形变引起的曲率变化极其敏感，并反映在透射率上，当反谐振形变传感单元203受到外力作用产生形变时，反谐振结构中的包层模泄漏加剧，使得环腔衰荡更加明显，从而实现对形变的传感。本发明传感灵敏度高，通过设计实现准分布式多点形变实时监测。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器，其特征在于，所述形变传感器(109)包括依次连接的输入光纤(201)、第一环腔耦合器(202)、反谐振形变传感单元(203)、第二环腔耦合器(204)、输出光纤(205)；所述输入光纤(201)、输出光纤(205)用于传输光载微波信号；

所述反谐振形变传感单元(203)贴合在被测物体上，用于感知被测物体形变；

所述形变传感器(109)还设有环腔光纤(206)，环腔光纤(206)与所述第一环腔耦合器(202)的输入端和第二环腔耦合器(204)的输出端分别相连接，用于将被测物体的形变信息转化为光信号强度的衰减，进而引起光载微波干涉条纹幅度、对比度以及时域信号衰荡时间的变化；

形变传感器(109)通过并联的方式构成准分布式的形变传感器阵列；

所述第一环腔耦合器(202)、第二环腔耦合器(204)的耦合分光比根据所需并联后的反谐振形变传感单元(203)数量进行调节。

2.如权利要求1所述的一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器，其特征在于，所述反谐振形变传感单元(203)通过反谐振光纤结构固定在被测物体表面。

3.如权利要求1所述的一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器，其特征在于，所述反谐振形变传感单元(203)由依次连接的输入单模光纤(301)、空芯光纤(302)、输出单模光纤(303)构成。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述的反谐振增强环腔衰荡的形变传感器复用系统，其特征在于，包括依次连接的宽谱光源(101)、带通滤波器(102)、电光调制器(103)、分路耦合器(104)、延时单元、形变传感器阵列、合路耦合器(110)、传输光纤(111)、光电探测器(112)以及矢量网络分析仪(113)；

所述宽谱光源(101)用于产生光载波，所述带通滤波器(102)用于对光载波进行滤波；所述矢量网络分析仪(113)用于产生微波信号并输入至电光调制器(103)，电光调制器(103)用于根据所述矢量网络分析仪(113)产生的微波信号对光载波的强度进行调制从而产生光载微波信号，每个形变传感器(109)将探测到的被测物体形变信息加载到光载微波信号上，所述形变传感器阵列中所有分路的光载微波信号叠加在一起由所述光电探测器(112)和所述矢量网络分析仪(113)接收并获取系统总频率响应；

所述分路耦合器(104)用于将调制后的光载微波信号分为N路，所述延时单元用于对N路光载微波信号进行延时，所述形变传感器阵列用于通过形变传感器(109)对被测物体形变进行探测；

所述形变传感器(109)工作时，将反谐振形变传感单元(203)贴合在被测物体上，光载微波耦合到形变传感器(109)的环腔光纤(206)后传输经过反谐振形变传感单元(203)，并在环腔光纤(206)中不断循环传播衰荡，当目标物体产生形变时，相应位置处的反谐振形变传感单元(203)因受力而发生形变，反谐振形变传感单元(203)中的反谐振结构形变弯曲加剧包层模的泄漏，使光载微波信号的频率响应信号和时域衰荡信号发生变化；

所述合路耦合器(110)用于对被测物体形变信息加载后的光载微波信号进行合路，并通过传输光纤(111)传输至光电探测器(112)；

所述光电探测器(112)用于将该延时处理和环腔衰荡后的光载微波信号转换为电信号，所述矢量网络分析仪(113)用于测量转换后的电信号，以获取所述形变传感器阵列的总频域响应；

从系统的总频率响应中提取每个形变传感器(109)的频率响应和时域信号，对每个形变传感器(109)探测的光载微波信号的频率响应信号变化值和时域衰荡信号变化值进行解调，实现多路形变传感器的准分布式传感。

5.如权利要求4所述的一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器复用系统，其特征在于，所述宽谱光源(101)发出的光载波的波长范围为1528nm至1563nm。

6.如权利要求4所述的一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器复用系统，其特征在于，所述光电探测器(112)为高速APD探测器。

7.如权利要求4所述的一种基于反谐振增强环腔衰荡的形变传感器复用系统，其特征在于，所述多路形变传感器(109)的频率响应解调过程为：

对整个复用系统频率响应进行逆傅里叶变换并根据延时单元和环腔光纤(206)的环腔参数信息对每路形变传感器(109)的光载微波信号的频率响应信号和时域衰荡信号进行识别，通过时域滤波提取得到每路形变传感器(109)的时域信号，对时域信号进行指数函数拟合实现时域衰荡解调，或者对时域信号进行傅里叶变换实现频域解调。