CN214502710U - 一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，包括：激光器、环形器、合波器、反射镜、泵浦激光器、带通滤波器，脉冲激光器产生的激光作为信号光，经过环形器、合波器进入掺铒光纤，泵浦激光器作为泵浦光，经过合波器进入掺铒光纤，泵源激光器的作用是用来向掺铒光纤提供能量，将基带的铒离子激励到高能态，致使粒子数发生反转，从而产生受激辐射，实现对信号光的光信号放大，合波器的作用是将泵浦光耦合到掺铒光线中去。反射镜的作用是反射光信号，让光信号再经过一次掺铒光纤二次放大，被两次放大的光信号经过合波器后进入环形器，通过环形器另一个输出端输出到带通滤波器，带通滤波器的作用是滤掉杂波后输出光信号。

Description

一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源

技术领域

本实用新型涉及窄脉冲光源技术领域，具体涉及一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源。

背景技术

分布式光纤温度传感器系统是利用光纤背向拉曼散射的温度效应，光纤所处空间各点的温度场调制光纤中的背向拉曼散射的光强度，通过检测光纤上每一点的光强度变化实现连续监测光纤上任意一点的温度变化，并对温度场进行定位的。在分布式拉曼光纤温度传感器中，激光脉冲的脉宽越小,系统可实现的温度空间分辨率就越高。激光脉冲宽度的缩小意味着激光脉冲能量的减少，为了不影响系统的测程，保持必要的脉冲能量，势必需要提高激光脉冲的峰值功率。因此高峰值功率、窄脉宽的激光脉冲光源对分布式拉曼光纤温度传感器的性能指标提升有着重要的意义。

现有的技术中激光器存在的问题是功率小、传输距离近、脉冲宽、可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，解决背景技术中提出的至少一个技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，包括：

产生信号光的脉冲激光器；

环形器，所述环形器的第一端与所述脉冲激光器的激光发射端连接；

合波器，所述合波器的第一端与所述环形器的第二端连接；

反射镜，所述合波器的第二端通过掺铒光纤与所述反射镜连接；

泵浦激光器，所述泵浦激光器的激光发射端与所述合波器的第三端连接；

带通滤波器，所述带通滤波器的一端与所述环形器的第三端连接。

进一步的，所述反射镜包括反射镜本体、硅衬底、电极、抗扭梁，所述反射镜本体固定于所述抗扭梁上，所述硅衬底设置于所述反射镜本体的背部，并且所述硅衬底与所述反射镜本体之间设置有偏转间隙，所述硅衬底上设置有可驱动所述反射镜本体偏转的所述电极。

进一步的，所述脉冲激光器输出光的波长为1300～1700nm。

进一步的，所述泵浦激光器输出光的波长为980～1600nm。

进一步的，所述电极未施加电压时，所述反射镜本体的镜面相对所述掺铒光纤的输出光线垂直。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：该分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源中的脉冲激光器产生的激光作为信号光，经过环形器、合波器进入掺铒光纤，泵浦激光器作为泵浦光，经过合波器进入掺铒光纤，泵源激光器的作用是用来向掺铒光纤提供能量，将基带的铒离子激励到高能态，致使粒子数发生反转，从而产生受激辐射，实现对信号光的光信号放大，合波器的作用是将泵浦光耦合到掺铒光线中去。反射镜的作用是反射光信号，让光信号再经过一次掺铒光纤，再被放大一次。被两次放大的光信号经过合波器后进入环形器，通过环形器的另一个输出端输出到带通滤波器，带通滤波器的作用是滤掉杂波后输出光信号。

附图说明

图1是本实用新型提供的分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源的第一种实施方式的连接结构示意图；

图2是本实用新型提供的分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源的第二种实施方式的连接结构示意图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1、图2，本实施例提供了一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，包括：脉冲激光器、环形器、合波器、反射镜、泵浦激光器、带通滤波器。

本实施例中，所述脉冲激光器输出光的线宽小于100Hz、波长为1300～ 1700nm，所述泵浦激光器可以采用工作在980～1600nm波段的功率可调激光器，所述环形器的第一端与所述脉冲激光器的激光发射端连接，所述合波器的第一端与所述环形器的第二端连接，所述合波器的第二端通过掺铒光纤与所述反射镜连接，所述泵浦激光器的激光发射端与所述合波器的第三端连接，所述带通滤波器的一端与所述环形器的第三端连接，脉冲激光器发出的光经过环形器到达合波器，合波器端的反射光经过环形器到达带通滤波器。

脉冲激光器产生的激光作为信号光，经过环形器、合波器进入掺铒光纤，泵浦激光器作为泵浦光，经过合波器进入掺铒光纤，泵源激光器的作用是用来向掺铒光纤提供能量，将基带的铒离子激励到高能态，致使粒子数发生反转，从而产生受激辐射，实现对信号光的光信号放大，合波器的作用是将泵浦光耦合到掺铒光线中去。反射镜的作用是反射光信号，让光信号再经过一次掺铒光纤，再被放大一次。被两次放大的光信号经过合波器后进入环形器，通过环形器的另一个输出端输出到带通滤波器，带通滤波器的作用是滤掉杂波后输出光信号。

另一种实施方式中，所述反射镜包括反射镜本体1、硅衬底2、电极3、抗扭梁4，所述反射镜本体1固定于所述抗扭梁4上(例如，所述反射镜本体1可以采用电镀有反光膜的金属板)，所述硅衬底2设置于所述反射镜本体1的背部，并且所述硅衬底2与所述反射镜本体1之间设置有偏转间隙，所述硅衬底2上设置有可驱动所述反射镜本体1偏转的所述电极3，所述电极3未施加电压时，所述反射镜本体1的镜面相对所述掺铒光纤的输出光线垂直(可以理解为所述掺铒光纤靠近反射镜一端连接的准直器5的光轴与所述反射镜本体1的镜面垂直)，光全反射后，能量完全耦合进入准直器 5；当施加电压时，反射镜本体1在静电的作用下被扭转，倾角改变，入射光的入射角度发生改变，光反射后能量不能完全耦合进准直器5，达到调节光强的目的。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，其特征在于，包括：

产生信号光的脉冲激光器；

环形器，所述环形器的第一端与所述脉冲激光器的激光发射端连接；

合波器，所述合波器的第一端与所述环形器的第二端连接；

反射镜，所述合波器的第二端通过掺铒光纤与所述反射镜连接；

泵浦激光器，所述泵浦激光器的激光发射端与所述合波器的第三端连接；

带通滤波器，所述带通滤波器的一端与所述环形器的第三端连接。

2.根据权利要求1所述的分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，其特征在于，所述反射镜包括反射镜本体、硅衬底、电极、抗扭梁，所述反射镜本体固定于所述抗扭梁上，所述硅衬底设置于所述反射镜本体的背部，并且所述硅衬底与所述反射镜本体之间设置有偏转间隙，所述硅衬底上设置有可驱动所述反射镜本体偏转的所述电极。

3.根据权利要求1所述的分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，其特征在于，所述脉冲激光器输出光的波长为1300～1700nm。

4.根据权利要求1所述的分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，其特征在于，所述泵浦激光器输出光的波长为980～1600nm。

5.根据权利要求2所述的分布式光纤拉曼温度传感器专用大功率窄脉冲光源，其特征在于，所述电极未施加电压时，所述反射镜本体的镜面相对所述掺铒光纤的输出光线垂直。

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