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、多模光纖和環形器，其中光纖光柵和環形器構成光纖諧振腔，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，所以不受系統損耗和光源波動的影響，利用激光拍頻成功實現了對應力的測量，穩定性好,該裝置不僅結構簡單、成本低廉，而且把光信號測量轉化為電信號測量，為數據處理提供了方便。
【專利說明】
一種利用多模光纖進行應力測量的裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于光纖傳感測量裝置技術領域，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】
[0002]隨著密集波分復用技術、摻鉺光纖放大器技術和光時分復用技術的發展和成熟，光纖通信技術正向著超高速、大容量通信系統的方向發展，并且逐步向全光網絡演進。光纖傳感技術是衡量一個國家信息化程度的重要標志。光纖傳感技術以其在抗電磁干擾、簡便、靈敏度等方面獨一無二的優勢，已迅速發展起來。光纖傳感技術在軍事、國防、航天航空、工礦企業、能源、環保、工業控制、醫藥衛生、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律使光纖中傳輸的光波的物理特征參量，如強度(功率)、波長、頻率、相位和偏振態等發生變化，測量光參量的變化即“感知”外界信號的變化。這種“感知”實質上是外界信號對光纖中傳播的光波實時調制。所謂傳輸是指光纖將受到外界信號調制的光波傳輸到光探測器進行檢測，將外界信號從光波中提取出來并按需要進行數據處理，也就是解調。因此，光纖傳感技術包括調制與解調兩方面的技術，即被測量如何調制光纖中的光波參量的調制技術及如何從被調制的光波中提取被測的檢測技術。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，同時又比微結構光纖傳感器的結構簡單，多模光纖傳感器具有結構簡單、緊湊、易于制造和價格便宜等一系列優勢。
【發明內容】
[0003]本實用新型解決的技術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，實現了拍頻隨波長的穩定變化，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問題采用如下技術方案，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、多模光纖和環形器，其中光纖光柵和環形器構成光纖諧振腔，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、摻餌光纖和環形器構成的激光器實現拍頻，采用應力改變多模光纖中激光傳輸模式的方法，把被測量的變化轉化為波長變化，達到波長解調實現傳感測量的目的。該裝置通過拍頻頻率變化來測量，所以不受系統損耗和光源波動的影響，利用激光拍頻成功實現了對應力的測量，穩定性好。該裝置不僅結構簡單，成本低廉，而且把光信號測量轉化為電信號測量，為數據處理提供了方便。
【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、環形器，7、光電探測器，8、頻譜分析儀。
【具體實施方式】
[0008]結合附圖詳細描述本實用新型的具體內容。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和環形器6，其中光纖光柵3和環形器6構成光纖諧振腔，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部傳輸激光的模式發生變化，進而使激光拍頻發生變化，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，在光纖諧振腔中產生多縱模拍頻，在頻譜分析儀上可以看到穩定的激光拍頻信號。當多模光纖受到的被測量應力發生變化時，導致內部激光模式發生變化，由于不同波長的激光通過光纖諧振腔后產生的拍頻不同，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，達到準確實現應力測量的效果。
[0010]本實用新型由光纖光柵和環形器構成光纖諧振腔，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，在諧振腔中產生多縱模拍頻，在頻譜分析儀上可以看到穩定的激光拍頻信號。當被測量應力作用于多模光纖時，多模光纖內激光的模式發生變化，把不同波長產生的激光拍頻與對應的應力變化對應聯系起來，從而使對多模光纖受到應力大小的測量轉化為激光拍頻頻率變化的測量，所以不受系統損耗和光源波動的影響，利用激光拍頻成功實現了被測量應力的測量，結構簡單且穩定性好。
[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、多模光纖和環形器，其中光纖光柵和環形器構成光纖諧振腔，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