一種基于相干接收技術(shù)的分布式光纖傳感系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相干接收技術(shù)的分布式光纖傳感系統(tǒng)，包括：窄線寬激光器(1)、光耦合器(2)、調(diào)制器(3)、光隔離器(4)、光纖放大器(5)、環(huán)行器(6)、光纖光柵(7)、傳感光纖(8)、相干接收器(100)、數(shù)據(jù)采集卡(9)、信號(hào)處理機(jī)(10)和脈沖發(fā)生器(11)。本發(fā)明采用相干接收技術(shù)和正交解調(diào)算法實(shí)現(xiàn)分布式振動(dòng)或聲信號(hào)的測(cè)量，提高了系統(tǒng)的頻率響應(yīng)范圍，解決了大動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)的檢測(cè)。
【專利說明】一種基于相干接收技術(shù)的分布式光纖傳感系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及分布式光纖傳感領(lǐng)域，特別是用于測(cè)量動(dòng)態(tài)振動(dòng)或聲信號(hào)的光纖傳感 領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 分布式光纖傳感技術(shù)是光纖傳感的一個(gè)重要分支，利用光波在光纖中傳輸時(shí)相 位、偏振、幅度、波長(zhǎng)等對(duì)外界敏感的特性，可以連續(xù)實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)光纖附近的溫度、應(yīng)變、振 動(dòng)和聲音等物理量，具有很好的應(yīng)用前景，在光纖傳感市場(chǎng)占據(jù)主要地位。
[0003] 根據(jù)傳感原理，分布式光纖傳感技術(shù)主要可分為基于干涉原理和基于后向散射 探測(cè)技術(shù)兩類。前者利用M-Z型、Sagnac型以及復(fù)合型結(jié)構(gòu)通過定位算法和解調(diào)算法得 到相關(guān)位置信息和外界物理信息。后者利用背向散射光的偏振、光強(qiáng)、頻移和相位等變化 來測(cè)量外界物理量。常用類型包括相位敏感光時(shí)域反射型（Φ-OTDR)，偏振光時(shí)域反射型 (P-OTDR)、布里淵光時(shí)域反射型（B-OTDR)、拉曼光時(shí)域反射型（R-OTDR)等。其中，Φ-OTDR 適合長(zhǎng)距離高空間分辨率的分布式振動(dòng)或聲傳感，在周界安全、油氣及地震波勘探、管道和 鐵路以及大型結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)等方面有著顯著優(yōu)勢(shì)。
[0004] Φ-OTDR技術(shù)是通過檢測(cè)傳感光纖中背向瑞利散射光的相位信號(hào)來實(shí)現(xiàn)分布式振 動(dòng)或聲傳感。當(dāng)外界振動(dòng)或聲音作用于傳感光纖某一位置時(shí)，該位置處的光纖將會(huì)感受到 外界應(yīng)力或應(yīng)變的作用，引起光纖拉伸和折射率變化，進(jìn)而引起導(dǎo)致背向散射光在傳輸時(shí) 的相位發(fā)生變化，因此可以通過檢測(cè)相位變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)外界振動(dòng)或聲音的測(cè)量。一種常用 的基于外差正交相位解調(diào)技術(shù)的相位檢測(cè)方法利用雙平衡探測(cè)器將接收到的瑞利散射光 與本地光的拍頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，通過數(shù)字相干檢測(cè)瑞利信號(hào)的相位和幅度（"分布式 光纖傳感器及信息解調(diào)方法"，申請(qǐng)?zhí)?01210099835. 8)。本地光的穩(wěn)定性和調(diào)制器的頻率 穩(wěn)定性對(duì)結(jié)果至關(guān)重要，特別是本地光的相位漂移，因此需要高穩(wěn)定的窄相干光源作為本 地光，或者采用濾波技術(shù)來減小相位漂移帶來的影響（梁可楨等人，一種基于相位敏感光 時(shí)域反射計(jì)的多參量振動(dòng)傳感器，中國(guó)激光，2012年）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于相干接收技術(shù)的分布式光纖傳感 系統(tǒng)，解決大信號(hào)相位檢測(cè)問題，提高系統(tǒng)的頻率響應(yīng)范圍。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于相干接收技術(shù)的分布式 光纖傳感系統(tǒng)，包括：窄線寬激光器（1)、光耦合器（2)、調(diào)制器（3)、光隔離器（4)、光纖放大 器（5)、環(huán)行器（6)、光纖光柵（7)、傳感光纖（8)、相干接收器（100)、數(shù)據(jù)采集卡（9)、信號(hào) 處理機(jī)（10)和脈沖發(fā)生器（11)，
[0009] 其中，窄線寬激光器（1)用于輸出窄線寬激光；
[0010] 所述光耦合器（2)用于將所述窄線寬激光分成兩束光，第一束激光輸出至調(diào)制 器；第二束激光作為參考光輸出至相干接收器；
[0011] 所述調(diào)制器（3)根據(jù)從脈沖發(fā)生器加載的脈沖電壓信號(hào)對(duì)所述第一束激光進(jìn)行 調(diào)制，以產(chǎn)生周期性重復(fù)脈沖光；
[0012] 所述光隔離器（4)用于對(duì)所述周期性重復(fù)脈沖光進(jìn)行單向傳輸，減小光纖中后向 散射光對(duì)調(diào)制器（3)的影響；
[0013] 所述光纖放大器（5)用于對(duì)所述周期性重復(fù)脈沖光進(jìn)行光功率放大，放大后的脈 沖光信號(hào)經(jīng)過環(huán)形器輸出至光纖光柵；
[0014] 所述光纖光柵（7)用于對(duì)所述脈沖光信號(hào)進(jìn)行濾波，經(jīng)過濾波后的脈沖光信號(hào)通 過環(huán)形器進(jìn)入傳感光纖，并在沿傳感光纖傳播過程中產(chǎn)生背向瑞麗散射光，所產(chǎn)生的背向 瑞麗散射光在不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)于不同位置形成干涉信號(hào)，所述干涉信號(hào)經(jīng)過所述環(huán)形器進(jìn)入 相干接收器；
[0015] 所述相干接收器（100)包括存在90度相位差上下兩個(gè)光路，分別對(duì)接收到的參考 光和信號(hào)光進(jìn)行拍頻和光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生相互正交的時(shí)間序列電信號(hào)；
[0016] 所述數(shù)據(jù)采集卡（9)用于在脈沖發(fā)生器輸出的脈沖電壓信號(hào)的觸發(fā)下采集所述 相互正交的時(shí)間序列電信號(hào)；
[0017] 所述信號(hào)處理機(jī)（10)用于將采集到的相互正交的時(shí)間序列電信號(hào)進(jìn)行重組并經(jīng) 過反正切相位解調(diào)算法和濾波算法得到傳感光纖（8)中背向瑞利散射光信號(hào)的相位信息；
[0018] 所述脈沖發(fā)生器（11)用于產(chǎn)生一定脈沖寬度與重復(fù)頻率的脈沖信號(hào)，其中一路 用于調(diào)制調(diào)制器（3)產(chǎn)生脈沖光信號(hào)，另一路用于觸發(fā)數(shù)據(jù)采集卡（9)采集數(shù)據(jù)。
[0019] (三）有益效果
[0020] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用相干接收和正交解調(diào)技術(shù)，在光路上實(shí)現(xiàn)了正交分量的 提取，從而實(shí)現(xiàn)分布式光纖振動(dòng)或聲信號(hào)的測(cè)量，可有效減少正交解調(diào)算法的運(yùn)算量，實(shí)現(xiàn) 大相位信號(hào)的動(dòng)態(tài)測(cè)量，提高系統(tǒng)的頻率響應(yīng)范圍，拓展系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明在系統(tǒng)中利 用相干接收技術(shù)在光學(xué)上獲得了攜帶相位信號(hào)的相互正交的兩項(xiàng)，克服了調(diào)制器的頻率不 穩(wěn)定性對(duì)解調(diào)結(jié)果的影響，同時(shí)減小了正交解調(diào)算法本身的運(yùn)算量，提高了頻率響應(yīng)范圍， 提升了系統(tǒng)對(duì)大信號(hào)的解調(diào)能力，并有望實(shí)現(xiàn)信號(hào)的實(shí)時(shí)處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明提供的一種基于相干接收技術(shù)的分布式光纖傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明中相干接收器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖3是本發(fā)明中正交解調(diào)方法的流程圖。
[0024] 圖1中，1為窄線寬激光器、2為光耦合器、3為調(diào)制器、4為光隔離器、5為摻鉺光 纖放大器、6為環(huán)行器、7為光纖光柵、8為傳感光纖、9為數(shù)據(jù)采集卡、10為信號(hào)處理機(jī)、11 為脈沖發(fā)生器，100為由3dB耦合器1001?1004、90度移相器1005和光電轉(zhuǎn)換器1006? 1007組成的相干接收器。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026] 請(qǐng)參考圖1，圖1是本發(fā)明提供的一種基于相干接收技術(shù)的分布式光纖傳感系統(tǒng)， 包括：窄線寬激光器1、光耦合器2、調(diào)制器3、光隔離器4、摻鉺光纖放大器5、環(huán)行器6、光纖 光柵7、傳感光纖8、相干接收器100、數(shù)據(jù)采集卡9、信號(hào)處理機(jī)10和脈沖發(fā)生器11，其中 窄線寬激光器1的輸出端與光親合器2的輸入端a連接，光親合器2的輸出端b與調(diào)制器 3的輸入端相連，光親合器2的輸出端c與相干接收器100的輸入端b相連，調(diào)制器3的輸 出端與光隔離器4的輸入端相連，光隔離器4的輸出端與摻鉺光纖放大器5的輸入端相連， 摻鉺光纖放大器5的輸出端與環(huán)行器6的a端口相連，環(huán)行器6的b端口與光纖光柵7相 連，環(huán)行器6的c端口與傳感光纖8相連，環(huán)行器6的d端口與相干接收器100的輸入端口 a相連，相干接收器100的輸出端口c、d分別與數(shù)據(jù)采集卡9的輸入端口a、b相連，信號(hào)處 理機(jī)10的輸入端口與數(shù)據(jù)采集卡10的輸出端口c相連，脈沖發(fā)生器11的輸出端口a與調(diào) 制器3的調(diào)制輸入端相連，脈沖發(fā)生器11的輸出端口b與數(shù)據(jù)采集卡9的觸發(fā)輸入端相連。
[0027] 相干接收器100,包括：第一 3dB耦合器1001、第二3dB耦合器1002、第三3dB耦 合器1003、第四3dB耦合器1004、90度移相器1005、第一光電轉(zhuǎn)換器1006和第二光電轉(zhuǎn)換 器1007,其中第一 3dB親合器1001的a端與環(huán)形器6的d端相連，第一 3dB親合器1001的 第一輸出端al與第三3dB耦合器1003的第一輸入端cl相連，第一 3dB耦合器1001的第 二輸出端a2與第四3dB耦合器1004的第一輸入端el相連，第二3dB耦合器1002的b端 與光耦合器2的c端相連，第二3dB耦合器1002的第一輸出端bl與第三3dB耦合器1003 的第一輸入端dl相連，第二3dB耦合器1002的第二輸出b2與90度移相器1005的輸入端 相連，第四3dB耦合器1004的第二輸入端Π與90度移相器1005的輸出端相連，第一光電 轉(zhuǎn)換器1006的第一輸入端c3與第三3dB親合器1003的第一輸出端c2相連，第一光電轉(zhuǎn) 換器1006的第二輸入端d3與第三3dB耦合器1003的第二輸出端d2相連，第二光電轉(zhuǎn)換 器1007的第一輸入端e3與第四3dBI禹合器1004的第一輸出端e2相連，第二光電轉(zhuǎn)換器 1007的第二輸入端f3與第四3dB耦合器1004的第二輸出端f2相連。
[0028] 窄線寬激光器1的輸出波長(zhǎng)與光纖光柵7的中心波長(zhǎng)一致，光纖光柵7的3dB帶 寬小于0. 2nm。
[0029] 脈沖發(fā)生器11發(fā)射重復(fù)脈沖電壓信號(hào)作用于調(diào)制器3,以產(chǎn)生脈沖光信號(hào)，脈沖 電壓信號(hào)的脈沖寬度在IOns-IOOns之間。
[0030] 數(shù)據(jù)采集卡9接受相干接受器100的輸出，其采集的數(shù)據(jù)被信號(hào)處理機(jī)10接收， 信號(hào)處理機(jī)10接收的數(shù)據(jù)為與時(shí)間有關(guān)系的兩個(gè)相互正交的一維數(shù)組，根據(jù)脈沖發(fā)生器 11輸出一路觸發(fā)脈沖用于觸發(fā)數(shù)據(jù)采集卡9采集數(shù)據(jù)，可以判斷數(shù)據(jù)采集的初始位置，另 外根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡9的采樣率和脈沖發(fā)生器11輸出脈沖的重復(fù)頻率可以決定數(shù)據(jù)取樣點(diǎn) 數(shù)m，當(dāng)采集η個(gè)光脈沖產(chǎn)生的干涉信號(hào)序列后，根據(jù)上述規(guī)則對(duì)采集到的一維數(shù)組進(jìn)行重 組得到一個(gè)二維數(shù)組，該二維數(shù)組即為mXn的矩陣，mXn的矩陣數(shù)據(jù)中每列數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于傳 感光纖8上同一位置的相干瑞麗散射形成的干涉信號(hào)，通過正交相位解調(diào)技術(shù)來解調(diào)該干 涉信號(hào)的相位。
[0031] 在本實(shí)施例中，窄線寬激光器采用連續(xù)輸出的RIO半導(dǎo)體激光器，線寬小于2kHz， 工作波長(zhǎng)為1550. 12nm。所述窄線寬激光器1連續(xù)輸出窄線寬激光；所述耦合器2用于將 所述窄線寬激光分成兩束，第一束窄線寬激光經(jīng)調(diào)制器3產(chǎn)生周期性重復(fù)脈沖光，調(diào)制器3 采用聲光調(diào)制器，通過脈沖發(fā)生器11加載脈沖電壓信號(hào)，脈沖寬度受限于聲光調(diào)制器的上 升下降時(shí)間，通常采用IOns?IOOns的脈沖寬度，脈沖重復(fù)頻率與傳輸光纖長(zhǎng)度有關(guān)，當(dāng)光 纖長(zhǎng)度為IOkm時(shí)，脈沖重復(fù)頻率最大為IOkHz。第二束窄線寬激光進(jìn)入相干接收器100的 b端口，作為相干接收器100的參考光；所述調(diào)制器3產(chǎn)生的脈沖光經(jīng)光隔離器4后進(jìn)入摻 鉺光纖放大器5進(jìn)行光功率放大，所述光隔離器4用于對(duì)所述周期性重復(fù)脈沖光進(jìn)行單向 傳輸，減小光纖中后向散射光對(duì)調(diào)制器3的影響；然后通過環(huán)行器6和光纖光柵7對(duì)放大后 的脈沖光信號(hào)進(jìn)行濾波，光纖光柵7的中心波長(zhǎng)與窄線寬激光器1的工作波長(zhǎng)一致，光纖光 柵的3dB帶寬小于0. 2nm，以保證進(jìn)入傳感光纖的脈沖光不包含過多的自發(fā)輻射光，保證脈 沖光的相干性。
[0032] 經(jīng)過濾波的所述脈沖光沿傳感光纖8傳播過程中產(chǎn)生背向瑞利散射，不同位置產(chǎn) 生不同的瑞利散射光，當(dāng)窄線寬激光器1的相干長(zhǎng)度大于傳輸光纖8的長(zhǎng)度時(shí)，瑞利散射光 是相干的。傳感光纖8的背向瑞利散射光通過環(huán)行器6的第四端口d進(jìn)入由3dB耦合器 1001?1004、90度移相器1005和光電轉(zhuǎn)換器1006?1007組成的相干接收器100,相干接 收器另一輸入端口b接收耦合器c端口輸出的參考光。脈沖發(fā)生器11發(fā)出周期性重復(fù)脈 沖后，不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)于不同位置的相干瑞利散射光形成干涉信號(hào)，該干涉信號(hào)通過相干接 收器100的a端口進(jìn)入第一 3dB耦合器1001，同時(shí)通過耦合器2分出的第二束激光作為參 考光通過相干接收器100的b端口進(jìn)入第二3dB耦合器1002,干涉信號(hào)和參考光分別被第 一 3dB親合器1001和第二3dB親合器1002分為兩部分，其中干涉信號(hào)的第一部分通過第 一 3dB親合器第一輸出端al進(jìn)入第三3dB親合器第一輸入端cl，參考光的第一部分通過第 二3dB耦合器1002第一輸出端bl進(jìn)入第三3dB耦合器第二輸入端dl，在第三3dB耦合器 內(nèi)相互拍頻；干涉信號(hào)的第二部分通過第一 3dB耦合器第二輸出端a2進(jìn)入第四3dB耦合器 第一輸入端el，參考光信號(hào)的第二部分通過第二3dB耦合器1002第二輸出端b2進(jìn)入90度 移相器1005,再進(jìn)入第四3dB耦合器第二輸入端Π，在第四3dB耦合器內(nèi)相互拍頻。由于 90度移相器1005的引入，相干接收器100內(nèi)上下光路之間產(chǎn)生具有90度相位差的光信號(hào)， 經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器1006U007轉(zhuǎn)化為相互正交的時(shí)間序列的電信號(hào)，并被數(shù)據(jù)采集卡9接收。
[0033] 數(shù)據(jù)采集卡接收到的電信號(hào)序列儲(chǔ)存在信號(hào)處理機(jī)10上，形成一行數(shù)據(jù)。每行數(shù) 據(jù)的取樣點(diǎn)數(shù)m取決于數(shù)據(jù)采集卡的采樣率和脈沖重復(fù)頻率。當(dāng)采集η個(gè)光脈沖產(chǎn)生的干 涉信號(hào)序列后，將形成mXn的矩陣數(shù)據(jù)。由于采用脈沖發(fā)生器的觸發(fā)采集功能，因此每列 數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的采集位置是相同的。所述信號(hào)處理機(jī)10用于將采集到的相互正交的時(shí)間序列 電信號(hào)進(jìn)行重組，得到mXn矩陣數(shù)據(jù)，并經(jīng)過反正切相位解調(diào)算法和濾波算法得到傳感光 纖（8)中背向瑞利散射光信號(hào)的相位信息。
[0034] 對(duì)于同一位置由于背向相干瑞利散射形成的干涉信號(hào)，該干涉信號(hào)和參考光信號(hào) 同時(shí)進(jìn)入相干接收器，由于相干接收器內(nèi)引入90度移相器1005,上下光路有90度相位差， 因此在同列數(shù)據(jù)中形成的拍頻信號(hào)存在一 90度相位差，該拍頻信號(hào)的表達(dá)式分別為：
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種分布式光纖傳感系統(tǒng)，包括：窄線寬激光器（I)、光耦合器（2)、調(diào)制器（3)、光隔 離器（4)、光纖放大器（5)、環(huán)行器（6)、光纖光柵（7)、傳感光纖（8)、相干接收器（100)、數(shù) 據(jù)采集卡（9)、信號(hào)處理機(jī)（10)和脈沖發(fā)生器（11)， 其中，窄線寬激光器（1)用于輸出窄線寬激光； 所述光耦合器（2)用于將所述窄線寬激光分成兩束光，第一束激光輸出至調(diào)制器；第 二束激光作為參考光輸出至相干接收器； 所述調(diào)制器（3)根據(jù)從脈沖發(fā)生器加載的脈沖電壓信號(hào)對(duì)所述第一束激光進(jìn)行調(diào)制， 以產(chǎn)生周期性重復(fù)脈沖光； 所述光隔離器（4)用于對(duì)所述周期性重復(fù)脈沖光進(jìn)行單向傳輸，減小光纖中后向散射 光對(duì)調(diào)制器（3)的影響； 所述光纖放大器（5)用于對(duì)所述周期性重復(fù)脈沖光進(jìn)行光功率放大，放大后的脈沖光 信號(hào)經(jīng)過環(huán)形器輸出至光纖光柵； 所述光纖光柵（7)用于對(duì)所述脈沖光信號(hào)進(jìn)行濾波，經(jīng)過濾波后的脈沖光信號(hào)通過環(huán) 形器進(jìn)入傳感光纖，并在沿傳感光纖傳播過程中產(chǎn)生背向瑞麗散射光，所產(chǎn)生的背向瑞麗 散射光在不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)于不同位置形成干涉信號(hào)，所述干涉信號(hào)經(jīng)過所述環(huán)形器進(jìn)入相干 接收器； 所述相干接收器（100)包括存在90度相位差上下兩個(gè)光路，分別對(duì)接收到的參考光和 信號(hào)光進(jìn)行拍頻和光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生相互正交的時(shí)間序列電信號(hào)； 所述數(shù)據(jù)采集卡（9)用于在脈沖發(fā)生器輸出的脈沖電壓信號(hào)的觸發(fā)下采集所述相互 正交的時(shí)間序列電信號(hào)； 所述信號(hào)處理機(jī)（10)用于將采集到的相互正交的時(shí)間序列電信號(hào)進(jìn)行重組并經(jīng)過反 正切相位解調(diào)算法和濾波算法得到傳感光纖（8)中背向瑞利散射光信號(hào)的相位信息； 所述脈沖發(fā)生器（11)用于產(chǎn)生一定脈沖寬度與重復(fù)頻率的脈沖信號(hào)，其中一路用于 調(diào)制調(diào)制器（3)產(chǎn)生脈沖光信號(hào)，另一路用于觸發(fā)數(shù)據(jù)采集卡（9)采集數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的光纖傳感系統(tǒng)，其中，所述相干接收器包括：第一耦合器、第二 親合器、第三親合器、第四親合器、90度移相器、第一光電轉(zhuǎn)換器和第二光電轉(zhuǎn)換器，其中， 所述第一親合器、第三親合器和第一光電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成上光路，第二親合器、90度移相器、第 四親合器和第二光電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成下光路，所述干涉信號(hào)被第一親合器分成兩部分，分別進(jìn) 入第三親合器和第四親合器，所述參考光被第二親合器分成兩部分，一部分直接進(jìn)入第三 耦合器與所述干涉信號(hào)進(jìn)行拍頻，然后進(jìn)入第一光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，另一部分經(jīng)過 90度移相器進(jìn)入第四耦合器與所述干涉信號(hào)進(jìn)行拍頻，然后進(jìn)入第二光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行光電 轉(zhuǎn)換。
3. 如權(quán)利要求1所述的光纖傳感系統(tǒng)，其中，所述窄線寬激光器的輸出波長(zhǎng)與光纖光 柵的中心波長(zhǎng)一致，光纖光柵的3dB帶寬小于0. 2nm。
4. 如權(quán)利要求1所述的光纖傳感系統(tǒng)，其中，脈沖發(fā)生器發(fā)射重復(fù)脈沖電壓信號(hào)作用 于調(diào)制器，產(chǎn)生周期性重復(fù)脈沖光，脈沖電壓信號(hào)的脈沖寬寬在IOns-IOOns之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的光纖傳感系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)采集卡通過采集所述相互正交 的時(shí)間序列電信號(hào)而形成mXn矩陣數(shù)據(jù)，其中每列數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于同一位置的干涉信號(hào)，通過 正交解調(diào)技術(shù)可解調(diào)得到干涉信號(hào)的相位，m、η為正整數(shù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的光纖傳感系統(tǒng)，其中，所述脈沖發(fā)生器每輸出一路脈沖電壓信 號(hào)，所述數(shù)據(jù)采集卡就被觸發(fā)采集數(shù)據(jù)，所述m由脈沖發(fā)生器輸出脈沖電壓信號(hào)的重復(fù)頻 率和所述數(shù)據(jù)采集卡的采樣率確定，所述η為所述脈沖發(fā)生器輸出的脈沖電壓信號(hào)個(gè)數(shù)。
7. 如權(quán)利要求1所述的光纖傳感系統(tǒng)，其中，所述相干接收器產(chǎn)生的相互正交的時(shí)間 序列電信號(hào)分別為Ibdi和IHK，如下表不：
其中，Ps^PPk分別對(duì)應(yīng)于所述干涉信號(hào)和參考光的光功率，Θs(t)表不干涉信號(hào)的相 位，Θ。(1：)表示參考光的相位； 通過反正切相位解調(diào)算法和濾波技術(shù)，可以從上述相互正交的時(shí)間序列電信號(hào)IBD1、Ibd2的表達(dá)式得到干涉信號(hào)的相位。
【文檔編號(hào)】G01H9/00GK104457960SQ201410764138
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】方高升, 徐團(tuán)偉, 馮圣文, 李芳
申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所