CN210741668U - 一种光纤振动测量的光路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光纤振动测量的光路结构，属于光纤传感领域，包括：分光路单元、半导体光放大器、光纤、第二光纤耦合器、平衡探测器、探测处理单元；分光路单元的第一路光信号输出端与半导体光放大器的光信号输入端连接，分光路单元的第二路光信号输出端与第二光纤耦合器的第一光信号输入端连接；半导体光放大器的脉冲光信号输出端与光纤连接，光纤反射的振动光信号进入第二光纤耦合器的第二光信号输入端；第二光纤耦合器的相干光信号输出端与平衡探测器的光信号输入端连接；平衡探测器的电信号输出端与探测处理单元连接。本实用新型的半导体光放大器实现信号调制与放大的功能，具备成本低、系统简单的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感领域，更具体地，涉及一种含半导体光放大器的分布式光纤振动测量的光路结构。
背景技术
分布式光纤振动探测产品的基本原理是，激光器发射出一系列的激光，经过耦合器后分成两路，其中一路为探测光，另一路为参考光。探测光通过脉冲化，输入到被测光纤中。由于光纤的不均匀性，光脉冲在光纤内产生背向散射光，背向散射光将回到注入端。此时参考光与散射光进行相干接收，产生拍频(即频率与声光移频时所加的频率相同)信号，通过解调该信号在外界某点有振动时的能量变化，进而掌握被测光纤外界振动情况。
现有的常见分布式光纤振动探测产品中的声光调制器是获得脉冲光信号的核心器件，但是声光调制器的损耗较大，需要光纤放大器对脉冲光信号的功率进行增强放大，以满足系统远距离探测的要求，结构复杂，成本较高。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提出了一种光纤振动测量的光路结构，由此解决现有分布式光纤振动探测结构存在的结构复杂，成本较高的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种光纤振动测量的光路结构，包括：分光路单元、半导体光放大器、光纤、第二光纤耦合器、平衡探测器、探测处理单元；
所述分光路单元的第一路光信号输出端与所述半导体光放大器的光信号输入端连接，所述分光路单元的第二路光信号输出端与所述第二光纤耦合器的第一光信号输入端连接；
所述半导体光放大器的脉冲光信号输出端与所述光纤连接，所述光纤反射的振动光信号进入所述第二光纤耦合器的第二光信号输入端，其中，所述第二路光信号与所述振动光信号形成相干光信号；
所述第二光纤耦合器的相干光信号输出端与所述平衡探测器的光信号输入端连接；
所述平衡探测器的电信号输出端与所述探测处理单元连接。
优选地，所述分光路单元包括：激光器及第一光纤耦合器；
所述激光器的激光信号输出端与所述第一光纤耦合器的光信号输入端连接；
所述第一光纤耦合器的第一路光信号输出端与所述半导体光放大器的光信号输入端连接，所述第一光纤耦合器的第二路光信号输出端与所述第二光纤耦合器的第一光信号输入端连接。
优选地，所述光路结构还包括：第三光纤耦合器；
所述第三光纤耦合器的光信号输入端与所述半导体光放大器的脉冲光信号输出端连接；所述第三光纤耦合器的光信号输出端与所述光纤连接。
优选地，所述光纤反射的振动光信号经过所述第三光纤耦合器进入所述第二光纤耦合器的第二光信号输入端。
优选地，所述探测处理单元包括探测与控制单元及信号分析处理单元；
所述探测与控制单元的电信号输入端与所述平衡探测器的电信号输出端连接；
所述探测与控制单元的电信号输出端与所述信号分析处理单元的电信号输入端连接。
优选地，所述光路结构还包括：电路脉冲控制电路；
所述电路脉冲控制电路与所述半导体光放大器连接，控制所述半导体光放大器的开启和关断。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本实用新型提供了一种简单的、具有成本优势的光纤振动传感用的光路结构，并给出了关键的脉冲光信号的实现方式，具备较好的应用效果和实际应用价值。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种光纤振动测量的光路结构的示意图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-激光器，2-第一光纤耦合器，3-半导体光放大器，4-第三光纤耦合器，5-光纤，6-第二光纤耦合器，7-平衡探测器，8-探测与控制单元，9-信号分析处理单元。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示是本实用新型实施例提供的一种光纤振动测量的光路结构的示意图，其中，窄线宽激光器1发出连续光到第一光纤耦合器2，进入第一光纤耦合器2的光被分成两路，其中一路进入半导体光放大器3，另外一路进入到第二光纤耦合器6的其中一个输入端。通过电路脉冲控制电路，可以实现对半导体光放大器3的快速开关动作；当半导体光放大器3处于打开状态时，来自第一光纤耦合器2一路的输出光得以通过并得到放大，当半导体光放大器3处于关断状态时，来自第一光纤耦合器2另一路的输入光无法通过及放大，输出处于无光状态。通过控制开启及关断半导体光放大器3的时间，可以获得不同的光脉冲宽度及频率。由半导体光放大器3输出的脉冲光经过第三光纤耦合器4输出到外部的振动光纤5。振动光纤5内返回的散射光含有外部环境的振动信号，这种反射的振动信号光又经过第三光纤耦合器4进入到第二光纤耦合器6的另外一个输入端。第二光纤耦合器6的两路输入光分别代表了原始本征光信号和含振动信息的振动光信号，两路信号形成相干信号并为平衡探测器7及后面的探测与控制单元8等所检测，检测到的信号最终送入信号分析处理单元9进行分析处理，判断沿外部振动光纤5周围的各种振动状况。
本实用新型中的半导体光放大器3兼具光脉冲实现和光信号放大的功能。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本实用新型的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光纤振动测量的光路结构，其特征在于，包括：分光路单元、半导体光放大器、光纤、第二光纤耦合器、平衡探测器、探测处理单元；
所述分光路单元的第一路光信号输出端与所述半导体光放大器的光信号输入端连接，所述分光路单元的第二路光信号输出端与所述第二光纤耦合器的第一光信号输入端连接；
所述半导体光放大器的脉冲光信号输出端与所述光纤连接，所述光纤反射的振动光信号进入所述第二光纤耦合器的第二光信号输入端，其中，所述第二路光信号与所述振动光信号形成相干光信号；
所述第二光纤耦合器的相干光信号输出端与所述平衡探测器的光信号输入端连接；所述平衡探测器的电信号输出端与所述探测处理单元连接。
2.根据权利要求1所述的光路结构，其特征在于，所述分光路单元包括：激光器及第一光纤耦合器；
所述激光器的激光信号输出端与所述第一光纤耦合器的光信号输入端连接；
所述第一光纤耦合器的第一路光信号输出端与所述半导体光放大器的光信号输入端连接，所述第一光纤耦合器的第二路光信号输出端与所述第二光纤耦合器的第一光信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括：第三光纤耦合器；
所述第三光纤耦合器的光信号输入端与所述半导体光放大器的脉冲光信号输出端连接；所述第三光纤耦合器的光信号输出端与所述光纤连接。
4.根据权利要求3所述的光路结构，其特征在于，所述光纤反射的振动光信号经过所述第三光纤耦合器进入所述第二光纤耦合器的第二光信号输入端。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的光路结构，其特征在于，所述探测处理单元包括探测与控制单元及信号分析处理单元；
所述探测与控制单元的电信号输入端与所述平衡探测器的电信号输出端连接；
所述探测与控制单元的电信号输出端与所述信号分析处理单元的电信号输入端连接。
6.根据权利要求5所述的光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括：电路脉冲控制电路；
所述电路脉冲控制电路与所述半导体光放大器连接，控制所述半导体光放大器的开启和关断。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921962749.9U CN210741668U (zh) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | 一种光纤振动测量的光路结构 |
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Publications (1)
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2019
- 2019-11-13 CN CN201921962749.9U patent/CN210741668U/zh active Active
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