一種光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置，包括：激光器，窄帶濾波器，光隔離器，寬帶耦合器，光譜儀，以及測(cè)溫光纖；激光器用于發(fā)射脈沖光，所述脈沖光經(jīng)窄帶濾波器進(jìn)行濾波后進(jìn)入光隔離器，通過所述光隔離器后從帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谝欢丝谶M(jìn)入所述帶寬?cǎi)詈掀?，從所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谌丝谳敵龊筮M(jìn)入測(cè)溫光纖，在所述測(cè)溫光纖中發(fā)生自發(fā)拉曼散射效應(yīng)產(chǎn)生后向傳輸?shù)乃雇欣怂构夂头此雇欣怂构?，所述斯托拉克斯光和所述反斯托拉克斯光兩束光再?jīng)過寬帶耦合器的第二端口進(jìn)入所述光譜儀，所述光譜儀用于測(cè)量所接收的光信號(hào)的后向拉曼散射光的中心波長(zhǎng)和帶寬。能準(zhǔn)確獲得不同波長(zhǎng)的脈沖光的帶寬范圍，以選擇帶寬合適的光波分復(fù)用器。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及波導(dǎo)介質(zhì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置。 一種光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 分布式光纖溫度傳感器利用普通光纖作為敏感介質(zhì)和傳輸介質(zhì)，具有電絕緣、抗 電磁干擾、本質(zhì)安全、耐腐蝕、體積小、重量輕、可繞曲等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量和監(jiān)控，具 有測(cè)量范圍寬，空間分辨率和測(cè)量精度較高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于油氣管線、電力電纜、航 天器結(jié)構(gòu)健康、冶金化工、地鐵隧道、大型建筑等領(lǐng)域的溫度監(jiān)測(cè)。
[0003] 分布式光纖溫度傳感器中的信號(hào)光十分微弱，系統(tǒng)中任何器件的噪聲都有可能極 大的降低系統(tǒng)的信噪比，從而降低系統(tǒng)的測(cè)量精度，所以如何降低系統(tǒng)的噪聲，提高信號(hào)光 功率成為分布式光纖溫度傳感器研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0004] 在所有分布式光纖溫度傳感器文獻(xiàn)中，幾乎沒有提及系統(tǒng)中的波分復(fù)用器件的最 佳帶寬值是多少的，所以一般分布式光纖溫度傳感器研制廠家都是購(gòu)買波分復(fù)用器供應(yīng)商 提供的定型的拉曼型WDM (Wire Digram Manual波分復(fù)用）產(chǎn)品。
[0005] 分布式拉曼光纖溫度傳感器（Distributed optical fiber Temperature Sensor，DTS)是近二、三十年發(fā)展起來的、利用光纖中的自發(fā)拉曼散射效應(yīng)結(jié)合光時(shí)域反射 技術(shù)（Optical Time Domain Reflected, 0TDR)實(shí)現(xiàn)的、可用于分布式、實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度 場(chǎng)分布的一種新型傳感技術(shù)。該技術(shù)利用光纖中的自發(fā)拉曼散射光產(chǎn)生的功率與環(huán)境溫度 呈一定函數(shù)關(guān)系的原理，通過探測(cè)光纖不同位置處的拉曼散射光的功率解調(diào)該位置處的溫 度。同時(shí)該技術(shù)利用光時(shí)域反射技術(shù)，通過探測(cè)拉曼散射光返回入射端的時(shí)間確定拉曼散 射光產(chǎn)生的位置，從而達(dá)到定位的目的。
[0006] 但是目前拉曼型WDM產(chǎn)品的通常帶寬一般有兩種，一種是帶寬為±10nm，一種是 帶寬大于±45nm，而這兩種帶寬也是隨機(jī)生產(chǎn)的，生產(chǎn)商和供應(yīng)商均沒有對(duì)這兩種帶寬進(jìn) 行過篩選和控制。但是通過大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)選用了帶寬 為±10nm的WDM，系統(tǒng)有用信號(hào)被濾除，系統(tǒng)的信噪比較差；而如果分布式光纖溫度傳感器 系統(tǒng)選用了帶寬大于±45nm的WDM，系統(tǒng)中無用雜散光進(jìn)入光電轉(zhuǎn)化模塊，尤其是對(duì)于WDM 中短波長(zhǎng)端口而言，由于帶寬較寬，無用的長(zhǎng)波長(zhǎng)光也會(huì)通過該端口進(jìn)入光電轉(zhuǎn)化模塊，而 長(zhǎng)波長(zhǎng)光尤其是接近1550nm的光功率較大，這樣就容易導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)化模塊飽和，對(duì)于有用 信號(hào)光的放大就會(huì)受到限制；再者，有用光中混雜著無用光，對(duì)于系統(tǒng)的解調(diào)產(chǎn)生不利因 素，影響解調(diào)的準(zhǔn)確度和精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置，以選擇帶寬合適 的光波分復(fù)用器。
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光波分復(fù)用器帶寬選擇方法，包括：
[0009] 激光器，窄帶濾波器，光隔離器，寬帶耦合器，光譜儀，以及測(cè)溫光纖；
[0010] 所述激光器的輸出端與所述窄帶濾波器的輸入端連接，所述窄帶濾波器的輸出端 與所述光隔離器的輸入端連接，所述光隔離器的輸出端與所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谝欢丝谶B 接，所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡诙丝谂c所述光譜儀連接，所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谌丝谂c所述測(cè) 溫光纖連接；
[0011] 所述激光器用于發(fā)射脈沖光，所述脈沖光經(jīng)所述窄帶濾波器進(jìn)行濾波后進(jìn)入所述 光隔離器，通過所述光隔離器后從所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谝欢丝谶M(jìn)入所述帶寬?cǎi)詈掀鳎瑥乃?述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谌丝谳敵龊筮M(jìn)入所述測(cè)溫光纖，在所述測(cè)溫光纖中發(fā)生自發(fā)拉曼散射 效應(yīng)，產(chǎn)生后向傳輸?shù)乃雇欣怂构夂头此雇欣怂构?，所述斯托拉克斯光和所述反斯?拉克斯光經(jīng)過所述寬帶耦合器的第二端口進(jìn)入所述光譜儀，所述光譜儀用于測(cè)量所接收的 光信號(hào)的后向拉曼散射光的中心波長(zhǎng)和帶寬，以根據(jù)所述帶寬選擇所述光波分復(fù)用器的帶 寬。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例提出的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果是：
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案通過預(yù)先對(duì)所采用的波長(zhǎng)的脈沖光信息進(jìn)行最大限度 地提取，避免光路中雜散光對(duì)信號(hào)光的影響，在信噪比盡可能高的情況下，通過光譜儀所采 用的脈沖光信息的帶寬，以確定光波分復(fù)用器的理想帶寬。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例所述的光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例所述的光譜儀進(jìn)行光譜分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面 將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅 是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在 沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0019] 圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例一所述的光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā) 明實(shí)施例用于分布式光纖溫度傳感器中光波分復(fù)用器帶寬選擇。通過預(yù)先對(duì)所采用的波長(zhǎng) 的脈沖光信息進(jìn)行最大限度地提取，避免光路中雜散光對(duì)信號(hào)光的影響，在信噪比盡可能 高的情況下，通過光譜儀所采用的脈沖光信息的帶寬，以確定光波分復(fù)用器的理想帶寬。如 圖1所示，本實(shí)施例所述的光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置包括：
[0020] 激光器101，窄帶濾波器102,光隔離器103,寬帶耦合器104,光譜儀106,以及測(cè)溫 光纖105 ;
[0021] 所述激光器101的輸出端與所述窄帶濾波器的102輸入端連接，所述窄帶濾波器 的102輸出端與所述光隔離器的103輸入端連接，所述光隔離器的103輸出端與所述帶寬 耦合器的第一端口連接，所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡诙丝谂c所述光譜儀106連接，所述帶寬?cǎi)?合器的第三端口與所述測(cè)溫光纖105連接；
[0022] 所述激光器101用于發(fā)射脈沖光，所述脈沖光經(jīng)所述窄帶濾波器102進(jìn)行濾波后 進(jìn)入所述光隔離器103,通過所述光隔離器103后從所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谝欢丝谶M(jìn)入所述 帶寬?cǎi)詈掀?，從所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谌丝谳敵龊筮M(jìn)入所述測(cè)溫光纖105,在所述測(cè)溫光纖 105中發(fā)生自發(fā)拉曼散射效應(yīng)，產(chǎn)生后向傳輸?shù)乃雇欣怂构夂头此雇欣怂构?，所述?托拉克斯光和所述反斯托拉克斯光經(jīng)過所述寬帶耦合器104的第二端口進(jìn)入所述光譜儀 106,所述光譜儀106用于測(cè)量所接收的光信號(hào)的后向拉曼散射光的中心波長(zhǎng)和帶寬，以根 據(jù)所述帶寬選擇所述光波分復(fù)用器的帶寬。
[0023] 作為優(yōu)選，所述寬帶耦合器的帶寬為不小于900納米且不大于1700納米。
[0024] 作為優(yōu)選，所述窄帶濾波器的帶寬為0. 2納米。
[0025] 作為優(yōu)選，所述激光器用于發(fā)射波長(zhǎng)為1550納米的脈沖光。
[0026] 其中，所述激光器為光纖激光器。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案最大限度的提取系統(tǒng)中的信號(hào)光，避免光路中雜散光對(duì) 信號(hào)光的影響可以準(zhǔn)確獲得信號(hào)光信息，為系統(tǒng)選擇參數(shù)合適的光波分復(fù)用器提供有力試 驗(yàn)證據(jù)，同時(shí)，可以提高系統(tǒng)的信噪比，從而提高系統(tǒng)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。
[0028] 以下結(jié)合圖1和圖2示出本發(fā)明另一實(shí)施方式。
[0029] 本實(shí)施例涉及一種背向拉曼散射光測(cè)量技術(shù)，通過該技術(shù)可以測(cè)量出分布式光纖 溫度傳感器系統(tǒng)的拉曼散射光中心波長(zhǎng)和帶寬，從而為選用參數(shù)合適的WDM提供實(shí)驗(yàn)依 據(jù)。
[0030] 圖1中，選取激光器為分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)用激光器，將激光器發(fā)出的脈 沖光輸入窄帶濾波器進(jìn)行濾波，窄帶濾波器的帶寬為〇. 2nm，從窄帶濾波器輸出的脈沖光經(jīng) 過光隔離器，由寬帶耦合器的第一端口輸入端和第三端口輸出端進(jìn)入測(cè)溫光纖，寬帶耦合 器的帶寬為900nm-1700nm，在測(cè)溫光纖中，脈沖光發(fā)生自發(fā)拉曼散射效應(yīng)產(chǎn)生后向傳輸?shù)?斯托克斯光和反斯托克斯光，兩束光再經(jīng)過寬帶耦合器的第二端口輸出端輸出，最終進(jìn)入 光譜儀進(jìn)行光譜分析。
[0031] 圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例所述的光譜儀進(jìn)行光譜分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖，圖中， 橫軸表示波長(zhǎng)，縱軸表示功率。通過光譜儀可以測(cè)量出，分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的后向 拉曼散射光中心波長(zhǎng)分別是1450納米和1660納米，3dB帶寬分別是±25納米和±30納 米，從而在選取WDM時(shí)，選取通帶帶寬和中心波長(zhǎng)合適的WDM作為分光器件，從而可以最大 限度的提取系統(tǒng)中的有用信號(hào)光，濾除雜散光的影響，能提高分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng) 的信噪比和測(cè)量精度。
[0032] 注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解， 本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、 重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還 可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1. 一種光波分復(fù)用器帶寬選擇裝置，其特征在于，包括： 激光器，窄帶濾波器，光隔離器，寬帶耦合器，光譜儀，以及測(cè)溫光纖； 所述激光器的輸出端與所述窄帶濾波器的輸入端連接，所述窄帶濾波器的輸出端與所 述光隔離器的輸入端連接，所述光隔離器的輸出端與所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谝欢丝谶B接，所 述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡诙丝谂c所述光譜儀連接，所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谌丝谂c所述測(cè)溫光 纖連接； 所述激光器用于發(fā)射脈沖光，所述脈沖光經(jīng)所述窄帶濾波器進(jìn)行濾波后進(jìn)入所述光 隔離器，通過所述光隔離器后從所述帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谝欢丝谶M(jìn)入所述帶寬?cǎi)詈掀鳎瑥乃?帶寬?cǎi)詈掀鞯牡谌丝谳敵龊筮M(jìn)入所述測(cè)溫光纖，在所述測(cè)溫光纖中發(fā)生自發(fā)拉曼散射效 應(yīng)，產(chǎn)生后向傳輸?shù)乃雇欣怂构夂头此雇欣怂构?，所述斯托拉克斯光和所述反斯托?克斯光經(jīng)過所述寬帶耦合器的第二端口進(jìn)入所述光譜儀，所述光譜儀用于測(cè)量所接收的光 信號(hào)的后向拉曼散射光的中心波長(zhǎng)和帶寬，以根據(jù)所述帶寬選擇所述光波分復(fù)用器的帶 寬。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述寬帶耦合器的帶寬為不小于900納米且 不大于1700納米。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述窄帶濾波器的帶寬為0. 2納米。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光器用于發(fā)射波長(zhǎng)為1550納米的脈 沖光。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光器為光纖激光器。
【文檔編號(hào)】H04J14/02GK104111127SQ201410364278
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】高翔, 李小彥 申請(qǐng)人:北京航天易聯(lián)科技發(fā)展有限公司