專(zhuān)利名稱(chēng)：基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置。
背景技術(shù)：
布里淵散射是一種非彈性散射效應(yīng)，當(dāng)一束泵浦光正向入射到光纖中時(shí)，光纖中的背向自發(fā)布里淵散射包含上頻移的反斯托克斯成分和下頻移的斯托克斯成分，它們對(duì)稱(chēng)分布在泵浦光頻率的兩側(cè)，它們與泵浦光之間的頻率差稱(chēng)之為布里淵頻移。研究發(fā)現(xiàn)布里淵頻移是溫度和應(yīng)變的函數(shù)，也就是說(shuō)光纖所處的環(huán)境溫度和所受應(yīng)變發(fā)生變化會(huì)導(dǎo)致布里淵頻移變化，因此通過(guò)測(cè)量布里淵光譜可以實(shí)現(xiàn)溫度和應(yīng)變的測(cè)量。
布里淵光時(shí)域反射計(jì)(BOTDR)可以實(shí)現(xiàn)光纖上任意位置的布里淵光譜的測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)分布式光纖溫度/應(yīng)變傳感，它可以應(yīng)用于土木工程行業(yè)中大型建筑物的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、電力行業(yè)中電纜溫度和受力監(jiān)測(cè)、油氣工業(yè)中油氣管線和存儲(chǔ)罐的溫度和變形監(jiān)測(cè)以及各種火災(zāi)監(jiān)測(cè)等。布里淵光時(shí)域反射計(jì)的工作原理是把一個(gè)泵浦脈沖光注入到傳感光纖中，通過(guò)測(cè)量背向的自發(fā)布里淵散射來(lái)獲得傳感光纖每個(gè)位置上的布里淵光譜，定位原理是根據(jù)泵浦脈沖光和背向散射光的飛行時(shí)間來(lái)確定的。因?yàn)樽园l(fā)布里淵散射強(qiáng)度非常微弱，所以如何檢測(cè)如此微弱的信號(hào)是實(shí)現(xiàn)布里淵光時(shí)域反射計(jì)的難點(diǎn)。為了提高檢測(cè)靈敏度，一般采用相干檢測(cè)技術(shù)，為此需要引入一束本地振蕩光與布里淵散射信號(hào)進(jìn)行混頻。如果采用分出一部分泵浦光作為本地振蕩光的話(huà)，那么混頻后的信號(hào)頻率大約為十幾GHz，為了對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理需要價(jià)格昂貴且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的頻率為十幾GHz左右的微波信號(hào)發(fā)生器。中國(guó)專(zhuān)利201010505382. 5提出采用布里淵光纖環(huán)形激光器輸出的激光作為本地振蕩光，由于布里淵激光的頻率比泵浦光低一個(gè)布里淵頻移，因此混頻后的信號(hào)頻率可以從十幾GHz左右降到幾百M(fèi)Hz，降低了信號(hào)處理難度，然而布里淵光纖環(huán)形激光器的輸出不穩(wěn)定，而且輸出頻率不能調(diào)諧，導(dǎo)致測(cè)量精度低和針對(duì)不同的傳感光纖適應(yīng)性差的問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利201010604834. 5提出采用微波計(jì)數(shù)器鎖定兩臺(tái)分布反饋式半導(dǎo)體激光器，其中一臺(tái)作為泵浦光，另一臺(tái)激光器的頻率鎖定到布里淵散光頻率附近，這樣就可以把信號(hào)從十幾GHz左右降到幾百M(fèi)Hz來(lái)處理，雖然微波計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)激光器穩(wěn)定的頻率鎖定，然而微波頻率計(jì)數(shù)器的價(jià)格仍然較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大。此外，以上兩個(gè)專(zhuān)利中本地振蕩光的頻率都是固定的，因此在電信號(hào)處理的時(shí)候需要中心頻率可調(diào)的電濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)布里淵光譜的掃描和測(cè)量，存在電信號(hào)處理復(fù)雜的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有布里淵光纖環(huán)形激光器的輸出不穩(wěn)定且輸出頻率不能調(diào)諧，導(dǎo)致測(cè)量精度低；本地振蕩光的頻率固定，在電信號(hào)處理的時(shí)候需要中心頻率可調(diào)的電濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)布里淵光譜的掃描和測(cè)量，存在電信號(hào)處理復(fù)雜的問(wèn)題，提供一種基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置。
基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，它由一號(hào)激光器、二號(hào)激光器、一號(hào)光纖耦合器、二號(hào)光纖耦合器、三號(hào)光纖耦合器、四號(hào)光纖耦合器、鎖相環(huán)模塊、電光調(diào)制器、擾偏器、環(huán)形器、光學(xué)衰減器、一號(hào)摻鉺光纖放大器、二號(hào)摻鉺光纖放大器、光學(xué)濾波器、雙平衡探測(cè)器、帶通電濾波器、數(shù)據(jù)采集模塊、探測(cè)放大模塊和脈沖發(fā)生器組成，一號(hào)激光器的輸出端與一號(hào)光纖I禹合器的光信號(hào)輸入端連通，一號(hào)光纖I禹合器的光信號(hào)輸出端同時(shí)與電光調(diào)制器和三號(hào)光纖耦合器的光信號(hào)輸入端連通，二號(hào)激光器的輸出端與二號(hào)光纖耦合器的光信號(hào)輸入端連通，二號(hào)光纖耦合器的光信號(hào)輸出端同時(shí)與光學(xué)衰減器和三號(hào)光纖耦合器的光信號(hào)輸入端連通，三號(hào)光纖耦合器的光信號(hào)輸出端與探測(cè)放大模塊的光信號(hào)輸入端連通，探測(cè)放大模塊的電信號(hào)輸出端與鎖相環(huán)模塊的電信號(hào)輸入端連通，鎖相環(huán)模塊的控制信號(hào)輸出端與二號(hào)激光器的注入電流控制端連通，脈沖發(fā)生器的脈沖信號(hào)輸出端與電光調(diào)制器的脈沖信號(hào)輸入端連通，電光調(diào)制器的光信號(hào)輸出端與擾偏器的光信號(hào)輸入端連通，擾偏器的光信號(hào)輸出端與一號(hào)摻鉺光纖放大器的光信號(hào)輸入端連通，環(huán)形器包括一號(hào)光信號(hào)端口、二號(hào)光信號(hào)端口和三號(hào)光信號(hào)端口，一號(hào)摻鉺光纖放大器的光信號(hào)輸出端與環(huán)形器的一號(hào)光信號(hào)端口連通，環(huán)形器的三號(hào)光信號(hào)端口與二號(hào)摻鉺光纖放大器的光信號(hào)輸入端連通，環(huán)形器的二號(hào)光信號(hào)輸出\輸入端口與待測(cè)光纖的輸入\輸出端連通；二號(hào)摻鉺光纖放大器的光信號(hào)輸出端與光學(xué)濾波器的光信號(hào)輸入端連通，光學(xué)濾波器的光信號(hào)輸出端與四號(hào)光纖耦合器的一個(gè)光信號(hào)輸入端連通，光學(xué)衰減器的光信號(hào)輸出端與四號(hào)光 纖耦合器的另一個(gè)光信號(hào)輸入端連通，四號(hào)光纖耦合器的二個(gè)輸出端分別與雙平衡探測(cè)器的二個(gè)光信號(hào)輸入端連通，雙平衡探測(cè)器的信號(hào)輸出端與帶通電濾波器的信號(hào)的輸入端連通，帶通電濾波器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集模塊的采集信號(hào)輸入端連通。本發(fā)明提出的光學(xué)鎖相環(huán)提供兩臺(tái)激光器之間精確地、快速的、大范圍的頻率差鎖定，為布里淵光時(shí)域反射計(jì)提供一個(gè)穩(wěn)定的本地振蕩光；光學(xué)鎖相環(huán)中使用分頻技術(shù)把混頻后的信號(hào)從十幾GHz降到幾十到幾百M(fèi)Hz，從而可以使用較低頻的器件和參考信號(hào)源，極大地降低成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)；通過(guò)掃描本地振蕩光頻率的方法測(cè)量布里淵光譜，因而在電信號(hào)處理的時(shí)候不需要中心頻率可調(diào)的電濾波器，解決了電信號(hào)處理復(fù)雜的問(wèn)題。


圖I為本發(fā)明的組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為實(shí)施方式二的鎖相環(huán)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，它由一號(hào)激光器1-1、二號(hào)激光器1-2、一號(hào)光纖耦合器2-1、二號(hào)光纖稱(chēng)合器2-2、三號(hào)光纖稱(chēng)合器2-3、四號(hào)光纖稱(chēng)合器2-4、鎖相環(huán)模塊3、電光調(diào)制器
4、擾偏器5、環(huán)形器6、光學(xué)衰減器7、一號(hào)摻鉺光纖放大器8-1、二號(hào)摻鉺光纖放大器8-2、光學(xué)濾波器9、雙平衡探測(cè)器10、帶通電濾波器11、數(shù)據(jù)采集模塊12、探測(cè)放大模塊13和脈沖發(fā)生器14組成,一號(hào)激光器1-1的輸出端與一號(hào)光纖稱(chēng)合器2-1的光信號(hào)輸入端連通，一號(hào)光纖稱(chēng)合器2-1的光信號(hào)輸出端同時(shí)與電光調(diào)制器4和三號(hào)光纖稱(chēng)合器2-3的光信號(hào)輸入端連通，二號(hào)激光器1-2的輸出端與二號(hào)光纖稱(chēng)合器2-2的光信號(hào)輸入端連通,二號(hào)光纖率禹合器2-2的光信號(hào)輸出端同時(shí)與光學(xué)衰減器7和三號(hào)光纖稱(chēng)合器2-3的光信號(hào)輸入端連通，三號(hào)光纖耦合器2-3的光信號(hào)輸出端與探測(cè)放大模塊13的光信號(hào)輸入端連通，探測(cè)放大模塊13的電信號(hào)輸出端與鎖相環(huán)模塊3的電信號(hào)輸入端連通，鎖相環(huán)模塊3的控制信號(hào)輸出端與二號(hào)激光器1-2的注入電流控制端連通,脈沖發(fā)生器14的脈沖信號(hào)輸出端與電光調(diào)制器4的脈沖信號(hào)輸入端連通，電光調(diào)制器4的光信號(hào)輸出端與擾偏器5的光信號(hào)輸入端連通，擾偏器5的光信號(hào)輸出端與一號(hào)摻鉺光纖放大器8-1的光信號(hào)輸入端連通,環(huán)形器6包括一號(hào)光信號(hào)端口 6-1、二號(hào)光信號(hào)端口 6-2和三號(hào)光信號(hào)端口 6-3,—號(hào)摻鉺光纖放大器8-1的光信號(hào)輸出端與環(huán)形器6的一號(hào)光信號(hào)端口 6-1連通,環(huán)形器6的三號(hào)光信號(hào)端口 6-3與二號(hào)摻鉺光纖放大器8-2的光信號(hào)輸入端連通,環(huán)形器6的二號(hào)光信號(hào)輸出\輸入端口 6-2與待測(cè)光纖的輸入\輸出端連通；二號(hào)摻鉺光纖放大器8-2的光信號(hào)輸出端與光學(xué)濾波器9的光信號(hào)輸入端連通,光學(xué)濾波器9的光信號(hào)輸出端與四號(hào)光纖I禹合器
2-4的一個(gè)光信號(hào)輸入端連通，光學(xué)衰減器7的光信號(hào)輸出端與四號(hào)光纖耦合器2-4的另一個(gè)光信號(hào)輸入端連通，四號(hào)光纖耦合器2-4的二個(gè)輸出端分別與雙平衡探測(cè)器10的二個(gè)光信號(hào)輸入端連通，雙平衡探測(cè)器10的信號(hào)輸出端與帶通電濾波器11的信號(hào)的輸入端連通，帶通電濾波器11的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集模塊12的采集信號(hào)輸入端連通。 本發(fā)明提出的光學(xué)鎖相環(huán)提供兩臺(tái)激光器之間精確地、快速的、大范圍的頻率差鎖定，為布里淵光時(shí)域反射計(jì)提供一個(gè)穩(wěn)定的本地振蕩光；光學(xué)鎖相環(huán)中使用分頻技術(shù)把混頻后的信號(hào)從十幾GHz降到幾十到幾百M(fèi)Hz，從而可以使用較低頻的器件和參考信號(hào)源，極大地降低成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)；通過(guò)掃描本地振蕩光頻率的方法測(cè)量布里淵光譜，因而在電信號(hào)處理的時(shí)候不需要中心頻率可調(diào)的電濾波器，解決了電信號(hào)處理復(fù)雜的問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置進(jìn)一步限定，鎖相環(huán)模塊3由定向耦合器
3-1、分頻器3-2、相位/頻率鑒別器3-3、參考信號(hào)源3-4、環(huán)路濾波器3_5和頻率計(jì)數(shù)單元3-6組成,定向f禹合器3-1的電信號(hào)輸入端為鎖相環(huán)模塊3的電信號(hào)輸入端,定向I禹合器3-1的一個(gè)信號(hào)的輸出端與分頻器3-2的信號(hào)的輸入端連通，定向耦合器3-1的另一個(gè)信號(hào)的輸出端與頻率計(jì)數(shù)單元3-6的輸入端連通；分頻器3-2的信號(hào)的輸出端與相位/頻率鑒別器3-3的一個(gè)信號(hào)輸入端連通，參考信號(hào)源3-4的信號(hào)輸出端與相位/頻率鑒別器3-3的另一個(gè)信號(hào)輸入端連通，相位/頻率鑒別器3-3的信號(hào)輸出端與環(huán)路濾波器3-5的信號(hào)輸入端連通，環(huán)路濾波器3-5的信號(hào)輸出端為鎖相環(huán)模塊3的控制信號(hào)輸出端。定向耦合器3-1把拍頻信號(hào)一部分功率耦合出來(lái)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩臺(tái)激光器的頻率差，另一部分信號(hào)接分頻器，分頻器的功能是對(duì)拍頻信號(hào)進(jìn)行降頻，其輸出頻率等于拍頻信號(hào)的頻率除以分頻器的分頻比N。相位/頻率鑒別器通過(guò)比較分頻器輸出的信號(hào)和參考信號(hào)后給出一個(gè)誤差信號(hào)，誤差信號(hào)通過(guò)一個(gè)環(huán)路濾波器后加載到其中一臺(tái)激光器的注入電流控制端口，當(dāng)環(huán)路鎖定以后分頻器輸出信號(hào)的頻率就等于參考信號(hào)的頻率f；，兩臺(tái)激光器之間的頻率差等于NXf；。由于拍頻信號(hào)的頻率大約為十幾GHz，對(duì)其直接處理難度較大，通過(guò)分頻器后可以把信號(hào)頻率降到幾百M(fèi)Hz，這樣就可以使用較低的低頻的器件來(lái)處理，而且，參考信號(hào)源的頻率也大為降低，從十幾GHz降到幾十到幾百M(fèi)Hz使成本降低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。相位/頻率鑒別器具有較快的響應(yīng)和較寬的帶寬，因此可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)激光器之間頻率差的快速鎖定和大范圍掃描，一般掃描范圍是8 12GHz。在頻率鎖定的兩臺(tái)激光器中，其中一臺(tái)激光器提供泵浦光，通過(guò)脈沖發(fā)生器和電光調(diào)制器獲得泵浦脈沖光，通過(guò)擾偏器隨機(jī)改變泵浦脈沖的偏振態(tài)，通過(guò)摻鉺光纖放大器把泵浦脈沖放大到所需的功率，再通過(guò)環(huán)形器與傳感光纖相連，后向散射的布里淵信號(hào)通過(guò)環(huán)形器后被另一臺(tái)摻鉺光纖放大器放大，再通過(guò)一個(gè)窄帶光學(xué)濾波器濾除ASE噪聲和瑞利散射噪聲。另一臺(tái)激光器提供連續(xù)的本地振蕩光，通過(guò)光學(xué)衰減器來(lái)獲得所需的功率，本地振蕩光和布里淵散射信號(hào)輸入到50:50的四號(hào)光纖耦合器2-4進(jìn)行混頻，并由雙平衡探測(cè)器探測(cè)，輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)帶通電濾波器后由數(shù)據(jù)采集卡收集。把兩臺(tái)激光器的頻率差鎖定到布里淵頻移附近，通過(guò)掃描頻率差，就可以獲得傳感光纖上的布里淵光譜。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置進(jìn)一步限定，一號(hào)激光器1-1和二號(hào)激光器1-2均采用單頻窄線寬光纖激光器、分布反饋式半導(dǎo)體激光器或外腔式半導(dǎo)體激光器。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置進(jìn)一步限定，一號(hào)光纖耦合器2-1、二號(hào)光纖耦合器2-2和三號(hào)光纖耦合器2-3均采用保偏光纖型的光纖耦合器。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置進(jìn)一步限定，四號(hào)光纖耦合器2-4采用單模光纖型的光纖耦合器。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置進(jìn)一步限定，一號(hào)光纖耦合器2-1與二號(hào)光纖耦合器2-2的耦合比的值相同，所述耦合比的值范圍是95 :5和80 :20之間。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置進(jìn)一步限定，分頻器3-2的分頻比N為8彡N彡200，IOGHz信號(hào)對(duì)應(yīng)分頻比N的混頻后的信號(hào)范圍是1. 25GHz至100MHz。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置進(jìn)一步限定，一號(hào)激光器1-1與二號(hào)激光器1-2之間頻率差的鎖定范圍是8 12GHz。
權(quán)利要求
1.基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征是，它由一號(hào)激光器(1-1)、二號(hào)激光器(1-2)、一號(hào)光纖I禹合器(2-1)、二號(hào)光纖I禹合器(2-2)、三號(hào)光纖I禹合器(2-3)、四號(hào)光纖耦合器(2-4)、鎖相環(huán)模塊(3)、電光調(diào)制器(4)、擾偏器(5)、環(huán)形器(6)、光學(xué)衰減器(7)、一號(hào)摻鉺光纖放大器(8-1)、二號(hào)摻鉺光纖放大器(8-2)、光學(xué)濾波器(9)、雙平衡探測(cè)器(10)、帶通電濾波器(11)、數(shù)據(jù)采集模塊(12)、探測(cè)放大模塊(13)和脈沖發(fā)生器(14)組成，一號(hào)激光器(1-1)的輸出端與一號(hào)光纖稱(chēng)合器(2-1)的光信號(hào)輸入端連通，一號(hào)光纖率禹合器(2-1)的光信號(hào)輸出端同時(shí)與電光調(diào)制器(4)和三號(hào)光纖I禹合器(2-3)的光信號(hào)輸入端連通，二號(hào)激光器(1-2)的輸出端與二號(hào)光纖耦合器(2-2)的光信號(hào)輸入端連通，二號(hào)光纖I禹合器(2-2)的光信號(hào)輸出端同時(shí)與光學(xué)衰減器(7)和三號(hào)光纖I禹合器(2-3)的光信號(hào)輸入端連通，三號(hào)光纖耦合器(2-3)的光信號(hào)輸出端與探測(cè)放大模塊(13)的光信號(hào)輸入端連通，探測(cè)放大模塊(13)的電信號(hào)輸出端與鎖相環(huán)模塊(3)的電信號(hào)輸入端連通，鎖相環(huán)模塊(3)的控制信號(hào)輸出端與二號(hào)激光器(1-2)的注入電流控制端連通，脈沖發(fā)生器(14)的脈沖信號(hào)輸出端與電光調(diào)制器⑷的脈沖信號(hào)輸入端連通，電光調(diào)制器⑷的光信號(hào)輸出端與擾偏器(5)的光信號(hào)輸入端連通，擾偏器(5)的光信號(hào)輸出端與一號(hào)摻鉺光纖放大器(8-1)的光信號(hào)輸入端連通，環(huán)形器(6)包括一號(hào)光信號(hào)端口(6-1)、二號(hào)光信號(hào)端口(6-2)和三號(hào)光信號(hào)端口(6-3),—號(hào)摻鉺光纖放大器(8-1)的光信號(hào)輸出端與環(huán)形器(6)的一號(hào)光信號(hào)端口(6-1)連通,環(huán)形器(6)的三號(hào)光信號(hào)端口(6-3)與二號(hào)摻鉺光纖放大器(8-2)的光信號(hào)輸入端連通,環(huán)形器(6)的二號(hào)光信號(hào)輸出\輸入端口(6-2)與待測(cè)光纖的輸入\輸出端連通；二號(hào)摻鉺光纖放大器(8-2)的光信號(hào)輸出端與光學(xué)濾波器(9)的光信號(hào)輸入端連通，光學(xué)濾波器(9)的光信號(hào)輸出端與四號(hào)光纖耦合器(2-4)的一個(gè)光信號(hào)輸入端連通，光學(xué)衰減器(7)的光信號(hào)輸出端與四號(hào)光纖耦合器(2-4)的另一個(gè)光信號(hào)輸入端連通，四號(hào)光纖耦合器(2-4)的二個(gè)輸出端分別與雙平衡探測(cè)器(10)的二個(gè)光信號(hào)輸入端連通，雙平衡探測(cè)器(10)的信號(hào)輸出端與帶通電濾波器(11)的信號(hào)的輸入端連通，帶通電濾波器(11)的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集模塊(12)的采集信號(hào)輸入端連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征在于，鎖相環(huán)模塊⑶由定向耦合器(3-1)、分頻器(3-2)、相位/頻率鑒別器(3-3)、參考信號(hào)源(3-4)、環(huán)路濾波器(3-5)和頻率計(jì)數(shù)單元(3-6)組成，定向耦合器(3-1)的電信號(hào)輸入端為鎖相環(huán)模塊(3)的電信號(hào)輸入端，定向I禹合器(3-1)的一個(gè)信號(hào)的輸出端與分頻器(3-2)的信號(hào)的輸入端連通，定向耦合器(3-1)的另一個(gè)信號(hào)的輸出端與頻率計(jì)數(shù)單元(3-6)的輸入端連通；分頻器(3-2)的信號(hào)的輸出端與相位/頻率鑒別器(3-3)的一個(gè)信號(hào)輸入端連通，參考信號(hào)源(3-4)的信號(hào)輸出端與相位/頻率鑒別器(3-3)的另一個(gè)信號(hào)輸入端連通，相位/頻率鑒別器(3-3)的信號(hào)輸出端與環(huán)路濾波器(3-5)的信號(hào)輸入端連通，環(huán)路濾波器(3-5)的信號(hào)輸出端為鎖相環(huán)模塊(3)的控制信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征在于，一號(hào)激光器(1-1)和二號(hào)激光器(1-2)均采用單頻窄線寬光纖激光器、分布反饋式半導(dǎo)體激光器或外腔式半導(dǎo)體激光器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征在于，一號(hào)光纖I禹合器(2-1)、二號(hào)光纖I禹合器(2-2)和三號(hào)光纖I禹合器(2-3)均米用保偏光纖型的光纖耦合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征在于，四號(hào)光纖耦合器(2-4)采用單模光纖型的光纖耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征在于，一號(hào)光纖耦合器(2-1)與二號(hào)光纖耦合器(2-2)的耦合比的值相同，所述耦合比的值范圍是95 :5和80 :20之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征在于，分頻器(3-2)的分頻比N為8彡N彡200，IOGHz信號(hào)對(duì)應(yīng)分頻比N的混頻后的信號(hào)范圍是1. 25GHz 至 IOOMHz ο
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，其特征在于，一號(hào)激光器(1-1)與二號(hào)激光器(1-2)之間頻率差的鎖定范圍是8 12GHz。
全文摘要
基于光學(xué)鎖相環(huán)的布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，涉及布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置，它為了解決現(xiàn)有布里淵光纖環(huán)形激光器的輸出不穩(wěn)定且輸出頻率不能調(diào)諧，導(dǎo)致測(cè)量精度低；本地振蕩光的頻率固定，在電信號(hào)處理的時(shí)候需要中心頻率可調(diào)的電濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)布里淵光譜的掃描和測(cè)量，存在電信號(hào)處理復(fù)雜的問(wèn)題，它由一號(hào)激光器、二號(hào)激光器、一號(hào)光纖耦合器、二號(hào)光纖耦合器、三號(hào)光纖耦合器、四號(hào)光纖耦合器、鎖相環(huán)模塊、電光調(diào)制器、擾偏器、環(huán)形器、光學(xué)衰減器、一號(hào)摻鉺光纖放大器、二號(hào)摻鉺光纖放大器、光學(xué)濾波器、雙平衡探測(cè)器、帶通電濾波器、數(shù)據(jù)采集模塊、探測(cè)放大模塊和脈沖發(fā)生器組成。適用于布里淵光時(shí)域反射計(jì)的裝置。
文檔編號(hào)G01J3/28GK102809430SQ20121029978
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者董永康, 呂志偉 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)