一種利用多模光纖進行應力測量的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用多模光纖進行應力測量的裝置，沿光傳輸方向依次設有通過光纖相連的980泵浦光源、波分復用、光纖光柵、摻餌光纖、多模光纖和環(huán)形器，其中光纖光柵和環(huán)形器構(gòu)成光纖諧振腔，波分復用通過光纖依次與光電探測器和頻譜分析儀相連。本實用新型通過拍頻頻率變化來測量，所以不受系統(tǒng)損耗和光源波動的影響，利用激光拍頻成功實現(xiàn)了對應力的測量，穩(wěn)定性好,該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，而且把光信號測量轉(zhuǎn)化為電信號測量，為數(shù)據(jù)處理提供了方便。
【專利說明】
一種利用多模光纖進行應力測量的裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型屬于光纖傳感測量裝置技術(shù)領域，具體涉及一種利用多模光纖進行應力測量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著密集波分復用技術(shù)、摻鉺光纖放大器技術(shù)和光時分復用技術(shù)的發(fā)展和成熟，光纖通信技術(shù)正向著超高速、大容量通信系統(tǒng)的方向發(fā)展，并且逐步向全光網(wǎng)絡演進。光纖傳感技術(shù)是衡量一個國家信息化程度的重要標志。光纖傳感技術(shù)以其在抗電磁干擾、簡便、靈敏度等方面獨一無二的優(yōu)勢，已迅速發(fā)展起來。光纖傳感技術(shù)在軍事、國防、航天航空、工礦企業(yè)、能源、環(huán)保、工業(yè)控制、醫(yī)藥衛(wèi)生、計量測試、建筑和家用電器等領域有著廣闊的市場。光纖傳感包含對外界信號(被測量)的感知和傳輸兩種功能。所謂感知(或敏感)是指外界信號按照其變化規(guī)律使光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ奈锢硖卣鲄⒘?，如強?功率)、波長、頻率、相位和偏振態(tài)等發(fā)生變化，測量光參量的變化即“感知”外界信號的變化。這種“感知”實質(zhì)上是外界信號對光纖中傳播的光波實時調(diào)制。所謂傳輸是指光纖將受到外界信號調(diào)制的光波傳輸?shù)焦馓綔y器進行檢測，將外界信號從光波中提取出來并按需要進行數(shù)據(jù)處理，也就是解調(diào)。因此，光纖傳感技術(shù)包括調(diào)制與解調(diào)兩方面的技術(shù)，即被測量如何調(diào)制光纖中的光波參量的調(diào)制技術(shù)及如何從被調(diào)制的光波中提取被測的檢測技術(shù)。在光纖傳感領域，多模光纖傳感器的應用前景十分廣闊，這種傳感器比布拉格衍射光纖傳感器的靈敏度高，同時又比微結(jié)構(gòu)光纖傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，多模光纖傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、易于制造和價格便宜等一系列優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型解決的技術(shù)問題是提供了一種設計簡單、成本低廉且測量精度高的利用多模光纖進行應力測量的裝置，該裝置通過分析激光拍頻頻率和被測量應力變化的關系，實現(xiàn)了拍頻隨波長的穩(wěn)定變化，進而基于多模光纖進行應力的測量。
[0004]本實用新型為為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種利用多模光纖進行應力測量的裝置，其特征在于:沿光傳輸方向依次設有通過光纖相連的980栗浦光源、波分復用、光纖光柵、摻t耳光纖、多模光纖和環(huán)形器，其中光纖光柵和環(huán)形器構(gòu)成光纖諧振腔，波分復用通過光纖依次與光電探測器和頻譜分析儀相連。
[0005]本實用新型通過使用光纖光柵、摻餌光纖和環(huán)形器構(gòu)成的激光器實現(xiàn)拍頻，采用應力改變多模光纖中激光傳輸模式的方法，把被測量的變化轉(zhuǎn)化為波長變化，達到波長解調(diào)實現(xiàn)傳感測量的目的。該裝置通過拍頻頻率變化來測量，所以不受系統(tǒng)損耗和光源波動的影響，利用激光拍頻成功實現(xiàn)了對應力的測量，穩(wěn)定性好。該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，而且把光信號測量轉(zhuǎn)化為電信號測量，為數(shù)據(jù)處理提供了方便。
【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型的光路連接圖。
[0007]圖中:1、980栗浦光源，2、波分復用，3、光纖光柵，4、摻t耳光纖，5、多模光纖，6、環(huán)形器，7、光電探測器，8、頻譜分析儀。
【具體實施方式】
[0008]結(jié)合附圖詳細描述本實用新型的具體內(nèi)容。一種利用多模光纖進行應力測量的裝置，沿光傳輸方向依次設有通過光纖相連的980栗浦光源1、波分復用2、光纖光柵3、摻餌光纖4、多模光纖5和環(huán)形器6，其中光纖光柵3和環(huán)形器6構(gòu)成光纖諧振腔，波分復用2通過光纖依次與光電探測器7和頻譜分析儀8相連。
[0009]本實用新型利用激光拍頻頻率變化和多模光纖受外界應力刺激后內(nèi)部傳輸激光的模式發(fā)生變化，進而使激光拍頻發(fā)生變化，導致在頻譜分析儀上觀察到的拍頻頻率也隨之變化。首先，由980栗浦光源提供一束光源，經(jīng)過波分復用后進入到光纖諧振腔中，光纖諧振腔中設有非線性增益的摻餌光纖，當栗浦電流達到閾值，在光纖諧振腔中產(chǎn)生多縱模拍頻，在頻譜分析儀上可以看到穩(wěn)定的激光拍頻信號。當多模光纖受到的被測量應力發(fā)生變化時，導致內(nèi)部激光模式發(fā)生變化，由于不同波長的激光通過光纖諧振腔后產(chǎn)生的拍頻不同，在頻譜分析儀上檢測到的拍頻頻率也相應變化，通過觀測到的拍頻頻率和應力待測量之間的相應關系，可以得出在一系列不同應力大小的情況下，多模光纖所受應力和拍頻頻率之間的換算關系，達到準確實現(xiàn)應力測量的效果。
[0010]本實用新型由光纖光柵和環(huán)形器構(gòu)成光纖諧振腔，使用980nm的栗浦光源通過波分復用進入光纖諧振腔，光纖諧振腔中設有非線性增益的摻餌光纖，當栗浦電流達到閾值，在諧振腔中產(chǎn)生多縱模拍頻，在頻譜分析儀上可以看到穩(wěn)定的激光拍頻信號。當被測量應力作用于多模光纖時，多模光纖內(nèi)激光的模式發(fā)生變化，把不同波長產(chǎn)生的激光拍頻與對應的應力變化對應聯(lián)系起來，從而使對多模光纖受到應力大小的測量轉(zhuǎn)化為激光拍頻頻率變化的測量，所以不受系統(tǒng)損耗和光源波動的影響，利用激光拍頻成功實現(xiàn)了被測量應力的測量，結(jié)構(gòu)簡單且穩(wěn)定性好。
[0011]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用多模光纖進行應力測量的裝置，其特征在于:沿光傳輸方向依次設有通過光纖相連的980栗浦光源、波分復用、光纖光柵、摻餌光纖、多模光纖和環(huán)形器，其中光纖光柵和環(huán)形器構(gòu)成光纖諧振腔，波分復用通過光纖依次與光電探測器和頻譜分析儀相連。
【文檔編號】G01L1/24GK205449354SQ201620150273
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】王旭, 李小康, 張豪杰, 陳龍飛, 溫泉, 王芳
【申請人】河南師范大學