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光纖多頻聲波傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種光纖多頻聲波傳感器，包括光纖DBR光柵，980/1550波分復用器，泵浦激光器，光隔離器，偏振控制器，起偏器和光電檢測器，其中，泵浦的980nm激光從泵浦激光器射出后經過980/1550波分復用器進入光纖DBR光柵中，來自外界的多頻聲波作用在光纖DBR光柵上，多頻聲波的信息調制到了傳輸的光波中，光波長轉化為1550nm，并且反射回980/1550波分復用器；光波經過防止光回波的光隔離器進入偏振控制器中，經過調整的光波通過起偏器使兩個偏振態變為同一個方向之后，進入光電檢測器中，以完成光信號到電信號的轉化，同時兩個偏振態在電學頻域中進行拍頻。本發明可同時檢測出多個不同頻率的聲波。
【專利說明】光纖多頻聲波傳感器 所屬【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光纖激光聲波傳感器，具體涉及使用光纖傳感器對多頻率聲波進 行同時檢測。

【背景技術】
[0002] 目前使用光纖傳感器在聲波傳感領域主要是對單一聲源進行傳感檢測，在對多個 頻率聲源進行檢測的情況下，通常采用多傳感器陣列的方式來進行檢測，傳感器陣列的方 式會產生誤差積累、占用空間大、數據處理復雜等弊端。在醫學檢測和海洋測深領域中，經 常使用多頻超聲進行探測，多頻超聲可以得到更高的準確性和更多的有用信息。在海洋潛 艇探測領域，為了檢測不同頻率的聲波信號，目前普遍采用的方案主要是利用傳感器陣列 來實現，傳感器陣列本身占用空間較大、不易小型化是其現階段難以解決的問題。


【發明內容】

[0003] 本發明旨在克服現有技術的上述不足，提出一種新型光纖激光多頻聲波傳感器， 將多頻聲波的以復用的方式同時調制到光信號中，實現多頻聲波的檢測。本發明利用偏振 外差光纖光柵DBR(分布布拉格反射）激光傳感器進行多頻率聲波的同時傳感，靈敏度高， 器件利用率高，節省傳感器的空間，避免了多器件測量引入的器件本身的誤差。本發明的技 術方案如下：
[0004] 一種光纖多頻聲波傳感器，包括光纖DBR光柵，980/1550波分復用器，泵浦激光 器，光隔離器，偏振控制器，起偏器和光電檢測器，其中，泵浦的980nm激光從泵浦激光器射 出后經過980/1550波分復用器進入光纖DBR光柵中，來自外界的含有三個頻譜及三個以上 頻率的多頻聲波作用在光纖DBR光柵上，多頻聲波的信息調制到了傳輸的光波中，光波長 轉化為1550nm，并且反射回980/1550波分復用器；光波經過防止光回波的光隔離器進入偏 振控制器中，利用偏振控制器調整光波的偏振態方向防止偏振態能量分布不均，經過調整 的光波通過起偏器使兩個偏振態變為同一個方向之后，進入光電檢測器中，以完成光信號 到電信號的轉化，同時兩個偏振態在電學頻域中進行拍頻。
[0005] 本發明的有益效果是：首先，利用基于拍頻檢測的偏振外差光纖光柵DBR激光器 進行傳感檢測，技術比較成熟，傳感部件DBR光柵靈敏度很高，能夠檢測微弱的聲波；其次， 本傳感器的傳感方式是將聲波調制到傳輸的光信號中，以調頻的方式進行調制，以頻率復 用的方式將多個頻率的方式同時傳輸，解調時將復用的多個頻率分別解復用并解調即可分 別得到傳感的多頻聲波；另外，拍頻檢測需要的檢測設備成本低，技術成熟，易于實現。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 附圖1 :多頻聲波檢測系統框圖
[0007] 附圖2 :多頻聲波傳感輸出頻譜圖

【具體實施方式】
[0008] 下面結合附圖實例對本發明做進一步說明。
[0009] 如圖1所示本發明中提及的光纖激光多聲波傳感器是基于光纖DBR光柵激光器的 單縱模偏振外差拍頻傳感器。980nm的泵浦激光從激光器中發射出來進入980/1550WDM(波 分復用器）的泵浦端，從WDM的公共端輸出到光纖DBR光柵中，外界的多頻聲波作用在光柵 上，使光柵發生一定的結構改變，光柵的中的傳輸光也相應發生變化，聲波信息調制到傳輸 光中，同時光波長轉化為1550nm，并在光柵中反射回WDM中。光波從WDM的輸出端輸出到光 隔離器中，光隔離器能有效防止反射的光向輸入端回傳。光波進入偏振控制器，通過調節偏 振控制器改變光波中偏振態的方向使得兩個偏振態的能量均衡分布。經調整的光波進入到 起偏器中，兩個偏振態經過起偏器調制變為同一個方向，以便在電學頻域進行拍頻。偏振態 處于同一方向下的光波進入光電檢測器進行光電轉換，兩個偏振態轉換成電信號后完成拍 頻，拍頻的信號為電學頻域的電信號，在電學頻譜分析儀中檢測拍頻的電信號，完成對聲波 信號的解調，得到多頻聲波的信息。附圖2為完成解調后得到的頻譜圖，共有五個頻率的聲 波，從輸出的頻譜圖中主波與諧波的頻差可以得到這幾個聲波信號的頻率，實現對多頻聲 波的傳感。
【權利要求】
1. 一種光纖多頻聲波傳感器，包括光纖DBR光柵，980/1550波分復用器，泵浦激光器， 光隔離器，偏振控制器，起偏器和光電檢測器，其中，泵浦的980nm激光從泵浦激光器射出 后經過980/1550波分復用器進入光纖DBR光柵中，來自外界的含有三個頻譜及三個以上頻 譜的多頻聲波作用在光纖DBR光柵上，多頻聲波的信息調制到了傳輸的光波中，光波長轉 化為1550nm，并且反射回980/1550波分復用器；光波經過防止光回波的光隔離器進入偏振 控制器中，利用偏振控制器調整光波的偏振態方向防止偏振態能量分布不均，經過調整的 光波通過起偏器使兩個偏振態變為同一個方向之后，進入光電檢測器中，以完成光信號到 電信號的轉化，同時兩個偏振態在電學頻域中進行拍頻。
【文檔編號】G01H9/00GK104154985SQ201410366572
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】呂辰剛, 王晗, 高靖宜, 郭璽, 任暢, 李本萍 申請人:天津大學