CN216717401U - 一种布里渊光时域反射仪 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种布里渊光时域反射仪，包括光源装置和调制装置；第一掺铒光纤放大器，将调制装置输出的脉冲光进行放大；第一光带通滤波器，对脉冲光进行滤波；环形器，接收第一光带通滤波器输出的脉冲光并输出；传感光纤，接收环形器输出信号，产生后向布里渊散射、瑞利散射信号并返回至环形器输出；第二掺铒光纤放大器，对信号进行放大；第二光带通滤波器，对信号进行滤波；非平衡M‑Z干涉仪，将后向布里渊散射信号转换为干涉光输出；探测器，将干涉光转换为电信号；采样器，对探测器输出的干涉光的电信号的连续轨迹进行采样；相位解调装置，用于进行相位解调。解决了检测精度低的问题。本申请具有提高检测精度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及光纤测量设备领域，尤其是涉及一种布里渊光时域反射仪。
背景技术
目前，BOTDR(Brillouin optic time domain reflectometer，布里渊光时域反射仪)作为一种流行的分布式光纤传感系统，实现了对布里渊频率的快速测量，可以解调出光纤所受应力或振动的相关信息。
现有的布里渊光时域反射仪在测量时，因光在传播过程中的损耗，容易因能量过低而影响解调结果，甚至无法检测，不利于光纤的检测与解调。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有现有的布里渊光时域反射仪检测不灵敏、解调结果不精准，检测精度低的缺陷。
实用新型内容
为了提高布里渊光时域反射仪的检测精度，本申请提供了一种布里渊光时域反射仪。
本申请是通过以下技术方案得以实现的：
一种布里渊光时域反射仪，包括用于提供光源的光源装置和用于接收光源并调制为脉冲光输出的调制装置，还包括：
第一掺铒光纤放大器，将所述调制装置输出的脉冲光进行放大；
第一光带通滤波器，对放大后的所述第一掺铒光纤放大器输出的脉冲光进行滤波；
环形器，接收所述第一光带通滤波器输出的脉冲光并输出；
传感光纤，接收所述环形器输出信号，产生后向布里渊散射、瑞利散射信号并返回至所述环形器输出；
第二掺铒光纤放大器，对所述环形器输出的后向布里渊散射、瑞利散射信号进行放大；
第二光带通滤波器，对放大后的所述第二掺铒光纤放大器输出的后向布里渊散射、瑞利散射信号进行滤波，得到过滤后的后向布里渊散射信号；
非平衡M-Z干涉仪，将所述第二光带通滤波器输出的后向布里渊散射信号转换为干涉光输出；
探测器，将所述非平衡M-Z干涉仪输出的干涉光转换为电信号；
采样器，对所述探测器输出的干涉光的电信号的连续轨迹进行采样；
相位解调装置，用于对所述采样器的输出信号进行相位解调。
通过采用上述技术方案，调制装置将光源装置提供的光源调制为脉冲光；脉冲光经第一掺铒光纤放大器进行放大，以减少散射光传播过程中产生的损耗，提高布里渊散射光的能量，利于后续的信号检测及处理；放大后的脉冲光再经第一光带通滤波器滤波，过滤一部分噪声，使得信号更纯净，利于后续的信号处理和提高解调的精度；经滤波处理的脉冲光经环形器输出至传感光纤并再返回至环形器输出，产生后向布里渊散射、瑞利散射信号；使后向布里渊散射、瑞利散射信号经第二掺铒光纤放大器放大，提高布里渊散射光功率，以利于更好的解调；再对放大的后向散射信号进行滤波，得到过滤的布里渊散射信号，同时也能滤除放大后的噪声部分，使得过滤后的布里渊散射信号更符合后续的解调要求；过滤后的后向布里渊散射信号经非平衡M-Z干涉仪转换为干涉光，并输入探测器，以获得待检测电信号；通过采样器对待检测电信号的连续轨迹进行采样，并借助相位解调装置对采样器的输出信号进行相位解调；进而一种布里渊光时域反射仪降低了光在传播过程中的损耗对检测和解调结果的影响，使得布里渊光时域反射仪的检测更灵敏、解调结果更精准，提高了布里渊光时域反射仪的检测精度。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述非平衡M-Z干涉仪包括两个2×2耦合器、两段光纤和一段延迟光纤，所述两个2×2耦合器之间通过所述两段光纤连接，且所述延迟光纤连接于其中一段所述光纤。
通过采用上述技术方案，通过加入延迟光纤作为测量臂，与没有延迟光纤的参考臂进行比较，保证非平衡M-Z干涉仪的正常工作；并采用两个2×2耦合器，以使得获取的信号数据数量相对于三个信号数据减少，进而解调过程变得简单，能够在一定程度上提高系统的运行效率。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述探测器包括光电探测器。
通过采用上述技术方案，光电探测器将光信号转换为电信号，利于实现，使用简单。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光电探测器的数量为两个。
通过采用上述技术方案，使用两个光电探测器以获得两路待检测电信号，相比于获得三路信号数据时，所需处理的信号数据减少，解调过程更简单，在一定程度上提高了系统的运行效率，也降低了成本。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述采样器包括采集卡。
通过采用上述技术方案，借助采集卡捕获外界光电等模拟信号，并将其数字化处理，以对探测器输出的干涉光的电信号的连续轨迹进行采样，操作方便。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述采样器包括示波器。
通过采用上述技术方案，借助示波器可以观察到对探测器输出干涉光的电信号的连续轨迹采样，直观形象。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光源装置包括窄线宽激光器。
通过采用上述技术方案，窄线宽激光器的线宽窄、输出光束质量高，能更好地满足光纤的检测与解调要求。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调制装置包括电光调制器。
通过采用上述技术方案，借助电光调制器对脉冲光进行调制，器件不易损耗，使用寿命长。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、一种布里渊光时域反射仪降低了光在传播过程中的损耗对检测和解调结果的影响，使得布里渊光时域反射仪的检测更灵敏、解调结果更精准，提高了布里渊光时域反射仪的检测精度；
2、采用两个光电探测器提取待解调信号，操作方便，使得获取的信号数据数量相对于三个信号数据减少，解调过程简单，在一定程度上提高了系统的运行效率，也降低了成本。
附图说明
图1是本申请其中一实施例一种布里渊光时域反射仪的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种布里渊光时域反射仪。参照图1，布里渊光时域反射仪包括，
光源装置，用于提供光源；
调制装置，朝向光源装置，用于接收光源装置的光源并调制为脉冲光；
第一掺铒光纤放大器，连接于调制装置的输出端，用于将调制装置输出的脉冲光进行放大；
第一光带通滤波器，连接于第一掺铒光纤放大器的输出端，用于对放大后的第一掺铒光纤放大器输出的脉冲光进行滤波；
环形器，连接于第一光带通滤波器的输出端，用于接收第一光带通滤波器输出的脉冲光并输出；
传感光纤，连接于环形器，用于接收环形器输出信号，产生后向布里渊散射、瑞利散射信号并返回至环形器输出；
第二掺铒光纤放大器，连接于环形器的输出端，用于对环形器输出的后向布里渊散射、瑞利散射信号进行放大；
第二光带通滤波器，连接于第二掺铒光纤放大器的输出端，用于对放大后的第二掺铒光纤放大器输出的后向散射信号进行滤波，得到过滤的布里渊散射信号；
非平衡M-Z干涉仪，连接于第二光带通滤波器的输出端，用于将第二光带通滤波器输出的后向布里渊散射信号转换为干涉光输出；
探测器，连接于非平衡M-Z干涉仪的输出端，用于将非平衡M-Z干涉仪输出的干涉光转换为电信号；
采样器，连接于探测器的输出端，用于对探测器输出的干涉光的电信号的连续轨迹进行采样；
相位解调装置，连接于采样器的输出端，用于对采样器的输出信号进行相位解调。
进一步地，光源装置可以为窄线宽激光器。
调制装置可以为电光调制器。
非平衡M-Z干涉仪包括两个2×2耦合器、两段光纤和一段延迟光纤，两个2×2耦合器之间通过两段光纤连接，且延迟光纤连接于其中一段光纤。
探测器可以为光电探测器，且光电探测器的数量为两个。
采样器可以为采集卡或示波器。
相位解调装置可以采用不同的算法进行进行解调。
本申请实施例一种布里渊光时域反射仪的实施原理为：通过一个射频信号和一个偏置电压驱动电光调制器，使电光调制器将窄线宽激光器提供的光源调制为脉冲光。
脉冲光经第一掺铒光纤放大器进行放大，以减少散射光传播过程中产生的损耗，提高布里渊散射光的能量，利于后续的信号检测及处理。
放大后的脉冲光再经第一光带通滤波器滤波，过滤一部分噪声，使得信号更纯净，利于后续的信号处理和提高解调的精度。
经滤波处理的脉冲光经环形器输出至传感光纤并再返回至环形器输出，产生后向布里渊散射、瑞利散射信号，使后向布里渊散射、瑞利散射信号经第二掺铒光纤放大器放大，提高布里渊散射光功率，以利于更好的解调。
再使第二光带通滤波器对放大的后向散射信号进行滤波，得到过滤的布里渊散射信号，同时滤除放大后的噪声部分，使得过滤后的布里渊散射信号更符合后续的解调要求。
过滤后的后向布里渊散射信号经非平衡M-Z干涉仪转换为干涉光，并输入两个光电探测器，以获得待检测电信号。
通过采集卡或示波器对待检测电信号的连续轨迹进行采样，并借助相位解调装置进行相位解调。
本实施例中，采用光带通滤波器，能滤除指定的一定范围的光。假设需要的波长为1550nm的光，光带通滤波器可以滤到1549.9nm-1550.1nm的光，进而在滤除指定波长的光前还能起到滤除噪声的作用，以滤除更多的噪声。
同时，两个光电探测器获取两个信号数据，相比于对三个信号数据进行处理，所需处理的信号数据减少，解调过程变得简单，能够在一定程度上提高系统的运行效率。
进而一种布里渊光时域反射仪降低了光在传播过程中的损耗对检测和解调结果的影响，使得布里渊光时域反射仪的检测更灵敏、解调结果更精准，提高了布里渊光时域反射仪的检测精度。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种布里渊光时域反射仪，包括用于提供光源的光源装置和用于接收光源并调制为脉冲光输出的调制装置，其特征在于，还包括：
第一掺铒光纤放大器，将所述调制装置输出的脉冲光进行放大；
第一光带通滤波器，对放大后的所述第一掺铒光纤放大器输出的脉冲光进行滤波；
环形器，接收所述第一光带通滤波器输出的脉冲光并输出；
传感光纤，接收所述环形器输出信号，产生后向布里渊散射、瑞利散射信号并返回至所述环形器输出；
第二掺铒光纤放大器，对所述环形器输出的后向布里渊散射、瑞利散射信号进行放大；
第二光带通滤波器，对放大后的所述第二掺铒光纤放大器输出的后向布里渊散射、瑞利散射信号进行滤波，得到过滤后的后向布里渊散射信号；
非平衡M-Z干涉仪，将所述第二光带通滤波器输出的后向布里渊散射信号转换为干涉光输出；所述非平衡M-Z干涉仪包括两个2×2耦合器、两段光纤和一段延迟光纤，所述两个2×2耦合器之间通过所述两段光纤连接，且所述延迟光纤连接于其中一段所述光纤；
探测器，将所述非平衡M-Z干涉仪输出的干涉光转换为电信号；
采样器，对所述探测器输出的干涉光的电信号的连续轨迹进行采样；
相位解调装置，用于对所述采样器的输出信号进行相位解调。
2.根据权利要求1所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于，所述探测器包括光电探测器。
3.根据权利要求2所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于，所述光电探测器的数量为两个。
4.根据权利要求1所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于，所述采样器包括采集卡。
5.根据权利要求1所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于，所述采样器包括示波器。
6.根据权利要求1所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于，所述光源装置包括窄线宽激光器。
7.根据权利要求1所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于，所述调制装置包括电光调制器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122585752.7U CN216717401U (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种布里渊光时域反射仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN216717401U true CN216717401U (zh) | 2022-06-10 |
Family
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| CN202122585752.7U Active CN216717401U (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种布里渊光时域反射仪 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN216717401U (zh) |
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2021
- 2021-10-26 CN CN202122585752.7U patent/CN216717401U/zh active Active
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