【技术实现步骤摘要】
一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置与方法
本专利技术涉及光纤长度测量
,具体为一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置与方法。
技术介绍
由于光纤具有频带宽、损耗低、抗电磁干扰等突出的特点,成为现代重要的通讯介质之一。随着光纤通信和光纤传感的快速发展,在光纤入户、光纤点火、工程应用和实验、生产加工以及精密控制光纤长度应用领域中,都需要测量出光纤的准确长度,所以对光纤长度测量的要求也就愈发重要。目前,光纤长度测量常用脉冲飞行法测量,典型测量仪器是光时域反射仪。由于光纤瑞利散射信号较弱,导致在制作时需要的光源和探测器都需要非常灵敏和精度够高,从而使成本变高。虽有研究使用高斯光脉冲延时方法改善测量效果,将脉冲时延测量转换为幅度极值的测量,利用光脉冲在通过耦合器后到耦合器末端的时延差来测量光纤长度,但本质仍属于光脉冲飞行法测量(张颖艳,孙小强,傅栋博,岳蕾,刘丽,李然,杨琨.基于高斯光脉冲延迟技术的光纤长度精确测量方法[J].计量学报,2015,36(1):10-13.)。光脉冲飞行法无法同时满足远距离和高空间分辨率的测量要求。为了解决这一矛盾,研究者提出了多种方案去解决此问题,其中混沌光时域反射法借助混沌激光独有的宽带、大幅随机振荡特性,结合相关探测技术实现了与探测距离无关的高精度故障定位。近期有研究者提出在探测路上引入简易的光纤环,用来提高混沌信号的低频段能量。通过高带宽示波器将时序采集,最终在200MHz的探测带宽和6个最低有效位重构信号下互相关运算,获得4cm的空间分辨率。(胡志宏 ...
【技术保护点】
1.一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置,其特征在于:包括半导体激光器(1)、光纤耦合器Ⅰ(2)、光纤耦合器Ⅱ(4)、光纤反射镜(5)、光电探测器(6)及频谱分析装置(7);/n所述半导体激光器(1)采用不带隔离器的激光器,所述半导体激光器(1)、光纤耦合器Ⅰ(2)、光纤耦合器Ⅱ(4)、光纤反射镜(5)均自带尾纤;所述光电探测器(6)的一侧设有尾纤;/n所述光纤耦合器Ⅰ(2)的左右两侧各自固有两根尾纤,分别为左尾纤A、左尾纤B、右尾纤C和右尾纤D,所述光纤耦合器Ⅱ(4)的左右两侧也各自固有两根尾纤,分别为左尾纤E、左尾纤F、右尾纤G和右尾纤H,所有的尾纤均可作为输入端或者输出端,所述半导体激光器(1)通过其自带的尾纤与光纤耦合器Ⅰ(2)的左尾纤A连接,所述光纤耦合器Ⅰ(2)的左尾纤B和右尾纤D在不测量时连接为一体,形成光纤环,测量时左尾纤B和右尾纤D之间通过待测光纤(3)连接,形成待测光纤环;所述光纤耦合器Ⅰ(2)的右尾纤C与光纤耦合器Ⅱ(4)的左尾纤E连接,所述光纤耦合器Ⅱ(4)的右尾纤G与光纤反射镜(5)的尾纤连接、右尾纤H与光电探测器(6)的尾纤连接,所述光电探测器(6) ...
【技术特征摘要】
1.一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置,其特征在于:包括半导体激光器(1)、光纤耦合器Ⅰ(2)、光纤耦合器Ⅱ(4)、光纤反射镜(5)、光电探测器(6)及频谱分析装置(7);
所述半导体激光器(1)采用不带隔离器的激光器,所述半导体激光器(1)、光纤耦合器Ⅰ(2)、光纤耦合器Ⅱ(4)、光纤反射镜(5)均自带尾纤;所述光电探测器(6)的一侧设有尾纤;
所述光纤耦合器Ⅰ(2)的左右两侧各自固有两根尾纤,分别为左尾纤A、左尾纤B、右尾纤C和右尾纤D,所述光纤耦合器Ⅱ(4)的左右两侧也各自固有两根尾纤,分别为左尾纤E、左尾纤F、右尾纤G和右尾纤H,所有的尾纤均可作为输入端或者输出端,所述半导体激光器(1)通过其自带的尾纤与光纤耦合器Ⅰ(2)的左尾纤A连接,所述光纤耦合器Ⅰ(2)的左尾纤B和右尾纤D在不测量时连接为一体,形成光纤环,测量时左尾纤B和右尾纤D之间通过待测光纤(3)连接,形成待测光纤环;所述光纤耦合器Ⅰ(2)的右尾纤C与光纤耦合器Ⅱ(4)的左尾纤E连接,所述光纤耦合器Ⅱ(4)的右尾纤G与光纤反射镜(5)的尾纤连接、右尾纤H与光电探测器(6)的尾纤连接,所述光电探测器(6)的另一侧通过传输线缆与频谱分析装置(7)连接;
所述光纤耦合器Ⅰ(2)的分光比为50:50;所述光纤耦合器Ⅱ(4)的分光情况为:右尾纤G到达光纤反射镜(5)的光功率大于等于右尾纤H到达光电探测器(6)的光功率。
2.根据权利要求1所述的一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置,其特征在于:所述光纤耦合器Ⅰ(2)和光纤耦合器Ⅱ(4)采用单模光纤耦合器或多模光纤耦合器。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置,其特征在于:所述光纤耦合器Ⅱ(4)的右尾纤H和右尾纤G分光比为:1:99或10:90或20:80或30:70或40:60或50:50。
4.根据权利要求1所述的一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置,其特征在于:所有光学元器件的尾纤均为单模光纤或者多模光纤。
5.根据权利要求1所述的一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置,其特征在于:所述待测光纤(3)为单模光纤和多模光纤。
6.基于权利要求1所述的一种利用混沌激光延迟自干涉测量光纤长度的装置的光纤长度测量方法,其特征在于:过程如...
【专利技术属性】
技术研发人员:王安帮,潘通,赵彤,张建国,王云才,申志儒,栗修竹,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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