本实用新型专利技术公开了一种基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置，其包括传感探测器和成像探测器；所述传感探测器包括传感探测光纤，传感探测光纤包括顺次连接的第一单模光纤、第一多芯光纤和第二单模光纤；所述成像探测器包括成像探测光纤，所述成像探测光纤包括顺次连接的第三单模光纤、第二多芯光纤和第四单模光纤。本实用新型专利技术能够探测多个物理量，探测敏感度较高。探测敏感度较高。探测敏感度较高。
【技术实现步骤摘要】
基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置
[0001]本技术涉及光纤复合探测，具体涉及一种基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置。
技术介绍
[0002]申请号为201310710629.0的技术专利公开了一种基于光纤空分复用技术的传感方法，其采用三个或三个以上纤芯的多芯光纤，其中，至少一个纤芯作为光信号纤芯，其它纤芯作为感测纤芯，光纤内光信号纤芯和感测纤芯的长度不同，通过不同纤芯在相同待测物理量的位置获取不同光信号，经过比较得到探测结果，其光纤内部的纤芯呈螺旋状分布且长度不同，光纤研制难度较大，虽然该方法能够对温度、应变、压力等环境参量实现分布式传感，但未说明如何处理温度、应变、压力等环境参量对所述传感光纤的交叉影响，无法对温度、应变、压力等环境参量同时进行监测。
[0003]申请号为201310258720.3的技术公开了一种多芯光纤的分布式传感方法，其采用空分复用的方式实现多芯光纤的分布式传感，同样也未说明如何消除温度、应变、压力等环境参量对所述传感光纤的交叉影响，或者如何同时对温度、应变、压力等环境参量进行探测。
[0004]申请号为201710128688.5的技术公开了一种多芯光纤光栅方向弯曲传感器，其利用光纤光栅对方向弯曲进行探测，该光纤传感器能够对单一方向弯曲进行探测，但探测参数单一。
[0005]申请号为201310258720.3的技术公开了一种基于多芯光纤偏芯熔接的多通道干涉仪及其制备方法，其将多芯光纤错位熔接，采用空分复用的方法，在一根光纤上实现了多通道干涉仪的集成，但该方法未说明能够探测哪些物理量，如何区分消除各物理量之间的影响，未具体说明利用多通道进行物理量探测的方法步骤，并且需要多芯耦合器将纤芯内的光信号引出，增加了干涉仪的成本与复杂度。
[0006]上述马赫增德尔干涉型、光纤光栅型的光纤传感器，其原理都是采用探测光信号的一次透射或反射光谱，探测的物理量单一，探测灵敏度有限。
技术实现思路
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供一种基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置，其包括传感探测器和成像探测器；
[0008]所述传感探测器包括传感探测光纤，传感探测光纤包括顺次连接的第一单模光纤、第一多芯光纤和第二单模光纤；
[0009]所述成像探测器包括成像探测光纤，所述成像探测光纤包括顺次连接的第三单模光纤、第二多芯光纤和第四单模光纤。
[0010]根据本技术，所述传感探测器还包括光纤环形器和法拉第旋转镜，所述光纤环形器、传感探测光纤法拉第旋转镜顺次连接。
[0011]优选地，所述第二单模光纤上设置有光栅，所述光栅设置在芯纤内。
[0012]优选地，所述第一多芯光纤为偏芯光纤。
[0013]优选地，所述第一多芯光纤包括至少两芯纤，例如，包括三个芯纤、五个芯纤或七个芯纤。
[0014]优选地，所述第一多芯光纤包括一中心芯纤和若干侧偏芯纤，若干所述侧偏芯纤沿中心芯纤对称分布，所述中心芯纤偏离第一多芯光纤的中心设置。
[0015]例如，所述第一多芯光纤包括一中心芯纤和两个侧偏芯纤，两所述侧偏芯纤沿中心芯纤对称分布，且所述中心芯纤偏离所述第一多芯光纤的中心设置。
[0016]优选地，所述第一单模光纤、第二单模光纤的芯纤均与第一多芯光纤的一侧偏芯纤错位熔接，构成马赫增德尔干涉传感器。
[0017]根据本技术，所述成像探测器还包括光纤准直器、振镜和空间光学透镜，所述成像探测光纤、光纤准直器、振镜和空间光学透镜顺次连接。
[0018]优选地，所述第二多芯光纤包括至少两芯纤，例如，包括三个芯纤、五个芯纤或七个芯纤。
[0019]例如，所述第二多芯光纤包括中心芯纤和两侧偏芯纤，所述中心芯纤位于第二多芯光纤的中心，两所述侧偏芯纤沿中心芯纤对称分布。
[0020]根据本技术，所述复合探测系统增强装置还包括光源，所述光源用于为所述传感探测器和成像探测器提供光信号。
[0021]根据本技术，所述复合探测系统增强装置还包括光纤耦合组件、传感调节器、光电转换器、信号处理器和上位机。
[0022]所述光纤耦合组件包括光纤延时线和若干光纤耦合器，所述光纤耦合器的数量为至少2个，优选地，所述光纤耦合器的数量为至少4 个，例如为3个、4个、5个。
[0023]若干所述光纤耦合器顺次连接，所述光纤延时线位于第一个所述光纤耦合器的信号输出端。
[0024]第一个光纤耦合器的信号输入端与光源配合，用于将光源的光信号耦合成两束传输至光纤延时线和第二个光纤耦合器，第二个光纤耦合器将入射光耦合成两束后传输至传感探测器、成像探测器，光纤延时线将光信号传输至第三光纤耦合器，成像探测器探测后的信号传输至第三光纤耦合器，所述第三光纤耦合器内的两光信号进行干涉。
[0025]所述传感调节器用于将所述传感探测器的光信号转换为电信号。
[0026]所述光电转换器用于将所述成像探测器的光信号转换为电信号。
[0027]所述信号处理器用于对上述电信号进行处理。
[0028]优选地，所述信号处理器包括顺次连接的AD采集模块、主处理器、算法处理器、视频编码器、数据存储模块和总线。
[0029]所述上位机用于接受所述信号处理器的处理信息并存储。
[0030]优选地，所述上位机通过总线与所述信号处理器连接。
[0031]有益效果
[0032](1)本技术利用传感探测光纤包括多芯光纤，若干单模光纤，其中一单模光纤的内部设置有光纤光栅，传感探测光纤具有同时探测二维方向弯曲和温度、二维方向弯曲和应力、折射率和温度、折射率和应力的特性，成像探测光纤用来探测被测样品反射光和散
射光，利用后级的信号处理平台对被测样品所测区域进行图像重构，并且图像传输光纤内部的偏芯等结构特征确保了光信号偏振态的稳定性；
[0033]成像探测组件包括成像探测光纤、光纤准直器、振镜和空间光学透镜，其中，成像探测光纤包括多芯光纤，多芯光纤的两侧分布有单模光纤，传感探测光纤和成像探测光纤在使用时相互独立，互不干扰，且具有稳定性高、传输信息种类多、信号偏振态稳定的优点。
[0034](2)本技术利用法拉第旋转镜，使传感探测光纤内透射的光信号发生二次干涉，增强了对二维方向弯曲、温度、折射率和应力探测的灵敏度和稳定性；通过将光纤延时线反射的光信号与成像光纤模块探测的带有样品信息的光信号进行相干干涉，增强了系统对样品信息进行图像探测的灵敏度。
附图说明
[0035]图1为本技术实施例中基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置的结构示意图；
[0036]图2为第一三芯光纤的剖视图；
[0037]图3为传感探测光纤、成像探测光纤的结构示意图；
[0038]图4为传感探测器、成像探测器的探测增强结构示意图；
[0039]图5为数字信号处理单元示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置，其特征在于：其包括传感探测器和成像探测器；所述传感探测器包括传感探测光纤，传感探测光纤包括顺次连接的第一单模光纤、第一多芯光纤和第二单模光纤；所述成像探测器包括成像探测光纤，所述成像探测光纤包括顺次连接的第三单模光纤、第二多芯光纤和第四单模光纤。2.根据权利要求1所述的基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置，其特征在于：所述传感探测器还包括光纤环形器和法拉第旋转镜，所述光纤环形器、传感探测光纤、法拉第旋转镜顺次连接。3.根据权利要求1所述的基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置，其特征在于：所述第一多芯光纤为偏芯光纤；所述第二单模光纤上设置有光栅，所述光栅设置在第二单模光纤的芯纤内。4.根据权利要求1所述的基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置，其特征在于：所述第一多芯光纤包括一中心芯纤和两个侧偏芯纤，两所述侧偏芯纤沿中心芯纤对称分布，且所述中心芯纤偏离所述第一多芯光纤的中心设置；所述第二多芯光纤包括中心芯纤和两侧偏芯纤，所述中心芯纤位于第二多芯光纤的中心，两所述侧偏芯纤沿中心芯纤对称分布。5.根据权利要求1所述的基于多芯光纤和法拉第旋转镜的复合探测系统增强装置，其特征在于：所述成像探测器还包括光纤准直器、振镜和空间光学透镜，所述成像探测光纤、光纤准直器、振镜和空间光学透镜顺次连接。6.根据权利要求1所述的基于多芯光纤和法拉第...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁磊，
申请(专利权)人：武汉永飞弘信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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