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一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式傳感裝置及方法

文檔序號:40431306發(fā)布日期:2024-12-24 15:05閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置,其特征在于,包括:混沌光源、光隔離器(6)、電光調(diào)制器(7)、摻餌光纖放大器(8)、分光器(9)、第一光電探測器(11)、波分復(fù)用器(12)、傳感光纖(13)、第二光電探測器(14)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(15)、計(jì)算機(jī)(16);

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置,其特征在于,所述計(jì)算機(jī)計(jì)算處理得到傳感光纖沿線的溫度分布的計(jì)算公式為:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置,其特征在于,拉曼后向stokes散射光信號和拉曼后向anti-stokes散射光信號對應(yīng)的時(shí)域響應(yīng)函數(shù)的計(jì)算公式為:

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置,其特征在于,相對相位的計(jì)算公式為:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置,其特征在于,所述混沌光源包括:分布反饋激光器(1)、環(huán)形器(2)、光耦合器(3)、偏振控制器(4)、第一衰減器(5);所述分布反饋激光器(1)經(jīng)環(huán)形器(2)入射至光耦合器(3),光耦合器(3)的第一輸出端輸出的激光經(jīng)偏振控制器(4)、第一衰減器(5)依次調(diào)節(jié)偏振和強(qiáng)度后返回所述環(huán)形器(2),經(jīng)環(huán)形器(2)返回所述分布反饋激光器(1),擾動(dòng)其光場使其輸出混沌激光,光耦合器(3)的第二輸出端用于作為混沌光源的輸出端,輸出混沌激光至所述光隔離器(6)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置,其特征在于,還包括第二衰減器(10),所述第二衰減器(10)設(shè)置在第一光電探測器(11)與分光器(9)之間,用于衰減進(jìn)入第一光電探測器(11)的光。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置,其特征在于,所述第二光電探測器(14)為雪崩光電探測器,其包括兩個(gè)測量探頭,分別用于測量拉曼后向stokes散射光信號和拉曼后向anti-stokes散射光信號轉(zhuǎn)換成的電信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置的傳感方法,其特征在于,包括以下步驟:

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置的傳感方法,其特征在于,所述步驟3中,相對相位的計(jì)算公式為:

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式光纖傳感裝置的傳感方法,其特征在于,所述步驟4中,拉曼后向stokes散射信號與拉曼后向anti-stokes散射信號的時(shí)域響應(yīng)函數(shù)的計(jì)算公式為:


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及分布式光纖傳感領(lǐng)域,具體是一種基于光頻域反射的混沌拉曼分布式傳感裝置及方法。裝置中混沌光源發(fā)出的混沌激光依次經(jīng)電光調(diào)制器進(jìn)行頻率步進(jìn)式調(diào)制、摻餌光纖放大器放大后,被分光器分為兩束,一束作為參考光被第一光電探測器接收,另一束作為探測光經(jīng)波分復(fù)用器后進(jìn)入傳感光纖,在傳感光纖沿線各點(diǎn)產(chǎn)生的拉曼后向Stokes散射光信號和拉曼后向anti?Stokes散射光信號經(jīng)波分復(fù)用器輸出后,被第二光電探測器接收;第一光電探測器和第二光電探測器的輸出信號經(jīng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀發(fā)送給計(jì)算機(jī),計(jì)算處理得到傳感光纖沿線的溫度分布。本發(fā)明可以在較低的激光功率實(shí)現(xiàn)長傳感距離上分布式溫度的有效傳感。

技術(shù)研發(fā)人員:李健,曹康怡,劉培林,黃鑫,李璐磊,薛曉輝,張明江
受保護(hù)的技術(shù)使用者:太原理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/23
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