一種光波分復用器帶寬選擇裝置制造方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種光波分復用器帶寬選擇裝置，包括：激光器，窄帶濾波器，光隔離器，寬帶耦合器，光譜儀，以及測溫光纖；激光器用于發射脈沖光，所述脈沖光經窄帶濾波器進行濾波后進入光隔離器，通過所述光隔離器后從帶寬耦合器的第一端口進入所述帶寬耦合器，從所述帶寬耦合器的第三端口輸出后進入測溫光纖，在所述測溫光纖中發生自發拉曼散射效應產生后向傳輸的斯托拉克斯光和反斯托拉克斯光，所述斯托拉克斯光和所述反斯托拉克斯光兩束光再經過寬帶耦合器的第二端口進入所述光譜儀，所述光譜儀用于測量所接收的光信號的后向拉曼散射光的中心波長和帶寬。能準確獲得不同波長的脈沖光的帶寬范圍，以選擇帶寬合適的光波分復用器。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及波導介質【技術領域】，具體涉及一種光波分復用器帶寬選擇裝置。 一種光波分復用器帶寬選擇裝置
【背景技術】
[0002] 分布式光纖溫度傳感器利用普通光纖作為敏感介質和傳輸介質，具有電絕緣、抗 電磁干擾、本質安全、耐腐蝕、體積小、重量輕、可繞曲等特點，可實現遠距離測量和監控，具 有測量范圍寬，空間分辨率和測量精度較高等優點，可廣泛應用于油氣管線、電力電纜、航 天器結構健康、冶金化工、地鐵隧道、大型建筑等領域的溫度監測。
[0003] 分布式光纖溫度傳感器中的信號光十分微弱，系統中任何器件的噪聲都有可能極 大的降低系統的信噪比，從而降低系統的測量精度，所以如何降低系統的噪聲，提高信號光 功率成為分布式光纖溫度傳感器研制的關鍵技術之一。
[0004] 在所有分布式光纖溫度傳感器文獻中，幾乎沒有提及系統中的波分復用器件的最 佳帶寬值是多少的，所以一般分布式光纖溫度傳感器研制廠家都是購買波分復用器供應商 提供的定型的拉曼型WDM (Wire Digram Manual波分復用）產品。
[0005] 分布式拉曼光纖溫度傳感器（Distributed optical fiber Temperature Sensor，DTS)是近二、三十年發展起來的、利用光纖中的自發拉曼散射效應結合光時域反射 技術（Optical Time Domain Reflected, 0TDR)實現的、可用于分布式、實時測量空間溫度 場分布的一種新型傳感技術。該技術利用光纖中的自發拉曼散射光產生的功率與環境溫度 呈一定函數關系的原理，通過探測光纖不同位置處的拉曼散射光的功率解調該位置處的溫 度。同時該技術利用光時域反射技術，通過探測拉曼散射光返回入射端的時間確定拉曼散 射光產生的位置，從而達到定位的目的。
[0006] 但是目前拉曼型WDM產品的通常帶寬一般有兩種，一種是帶寬為±10nm，一種是 帶寬大于±45nm，而這兩種帶寬也是隨機生產的，生產商和供應商均沒有對這兩種帶寬進 行過篩選和控制。但是通過大量的試驗發現，如果分布式光纖溫度傳感器系統選用了帶寬 為±10nm的WDM，系統有用信號被濾除，系統的信噪比較差；而如果分布式光纖溫度傳感器 系統選用了帶寬大于±45nm的WDM，系統中無用雜散光進入光電轉化模塊，尤其是對于WDM 中短波長端口而言，由于帶寬較寬，無用的長波長光也會通過該端口進入光電轉化模塊，而 長波長光尤其是接近1550nm的光功率較大，這樣就容易導致光電轉化模塊飽和，對于有用 信號光的放大就會受到限制；再者，有用光中混雜著無用光，對于系統的解調產生不利因 素，影響解調的準確度和精度。
【發明內容】
[0007] 有鑒于此，本發明實施例提供一種光波分復用器帶寬選擇裝置，以選擇帶寬合適 的光波分復用器。
[0008] 本發明實施例提供了一種光波分復用器帶寬選擇方法，包括：
[0009] 激光器，窄帶濾波器，光隔離器，寬帶耦合器，光譜儀，以及測溫光纖；
[0010] 所述激光器的輸出端與所述窄帶濾波器的輸入端連接，所述窄帶濾波器的輸出端 與所述光隔離器的輸入端連接，所述光隔離器的輸出端與所述帶寬耦合器的第一端口連 接，所述帶寬耦合器的第二端口與所述光譜儀連接，所述帶寬耦合器的第三端口與所述測 溫光纖連接；
[0011] 所述激光器用于發射脈沖光，所述脈沖光經所述窄帶濾波器進行濾波后進入所述 光隔離器，通過所述光隔離器后從所述帶寬耦合器的第一端口進入所述帶寬耦合器，從所 述帶寬耦合器的第三端口輸出后進入所述測溫光纖，在所述測溫光纖中發生自發拉曼散射 效應，產生后向傳輸的斯托拉克斯光和反斯托拉克斯光，所述斯托拉克斯光和所述反斯托 拉克斯光經過所述寬帶耦合器的第二端口進入所述光譜儀，所述光譜儀用于測量所接收的 光信號的后向拉曼散射光的中心波長和帶寬，以根據所述帶寬選擇所述光波分復用器的帶 寬。
[0012] 本發明實施例提出的技術方案的有益技術效果是：
[0013] 本發明實施例的技術方案通過預先對所采用的波長的脈沖光信息進行最大限度 地提取，避免光路中雜散光對信號光的影響，在信噪比盡可能高的情況下，通過光譜儀所采 用的脈沖光信息的帶寬，以確定光波分復用器的理想帶寬。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所 需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施 例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1是本發明具體實施例所述的光波分復用器帶寬選擇裝置的結構框圖；
[0016] 圖2是本發明具體實施例所述的光譜儀進行光譜分析的實驗結果示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面 將結合附圖對本發明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅 是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域技術人員在 沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0018] 下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0019] 圖1是本發明具體實施例一所述的光波分復用器帶寬選擇裝置的結構框圖。本發 明實施例用于分布式光纖溫度傳感器中光波分復用器帶寬選擇。通過預先對所采用的波長 的脈沖光信息進行最大限度地提取，避免光路中雜散光對信號光的影響，在信噪比盡可能 高的情況下，通過光譜儀所采用的脈沖光信息的帶寬，以確定光波分復用器的理想帶寬。如 圖1所示，本實施例所述的光波分復用器帶寬選擇裝置包括：
[0020] 激光器101，窄帶濾波器102,光隔離器103,寬帶耦合器104,光譜儀106,以及測溫 光纖105 ;
[0021] 所述激光器101的輸出端與所述窄帶濾波器的102輸入端連接，所述窄帶濾波器 的102輸出端與所述光隔離器的103輸入端連接，所述光隔離器的103輸出端與所述帶寬 耦合器的第一端口連接，所述帶寬耦合器的第二端口與所述光譜儀106連接，所述帶寬耦 合器的第三端口與所述測溫光纖105連接；
[0022] 所述激光器101用于發射脈沖光，所述脈沖光經所述窄帶濾波器102進行濾波后 進入所述光隔離器103,通過所述光隔離器103后從所述帶寬耦合器的第一端口進入所述 帶寬耦合器，從所述帶寬耦合器的第三端口輸出后進入所述測溫光纖105,在所述測溫光纖 105中發生自發拉曼散射效應，產生后向傳輸的斯托拉克斯光和反斯托拉克斯光，所述斯 托拉克斯光和所述反斯托拉克斯光經過所述寬帶耦合器104的第二端口進入所述光譜儀 106,所述光譜儀106用于測量所接收的光信號的后向拉曼散射光的中心波長和帶寬，以根 據所述帶寬選擇所述光波分復用器的帶寬。
[0023] 作為優選，所述寬帶耦合器的帶寬為不小于900納米且不大于1700納米。
[0024] 作為優選，所述窄帶濾波器的帶寬為0. 2納米。
[0025] 作為優選，所述激光器用于發射波長為1550納米的脈沖光。
[0026] 其中，所述激光器為光纖激光器。
[0027] 本發明實施例的技術方案最大限度的提取系統中的信號光，避免光路中雜散光對 信號光的影響可以準確獲得信號光信息，為系統選擇參數合適的光波分復用器提供有力試 驗證據，同時，可以提高系統的信噪比，從而提高系統的測量精度和穩定性。
[0028] 以下結合圖1和圖2示出本發明另一實施方式。
[0029] 本實施例涉及一種背向拉曼散射光測量技術，通過該技術可以測量出分布式光纖 溫度傳感器系統的拉曼散射光中心波長和帶寬，從而為選用參數合適的WDM提供實驗依 據。
[0030] 圖1中，選取激光器為分布式光纖溫度傳感器系統用激光器，將激光器發出的脈 沖光輸入窄帶濾波器進行濾波，窄帶濾波器的帶寬為〇. 2nm，從窄帶濾波器輸出的脈沖光經 過光隔離器，由寬帶耦合器的第一端口輸入端和第三端口輸出端進入測溫光纖，寬帶耦合 器的帶寬為900nm-1700nm，在測溫光纖中，脈沖光發生自發拉曼散射效應產生后向傳輸的 斯托克斯光和反斯托克斯光，兩束光再經過寬帶耦合器的第二端口輸出端輸出，最終進入 光譜儀進行光譜分析。
[0031] 圖2是本發明具體實施例所述的光譜儀進行光譜分析的實驗結果示意圖，圖中， 橫軸表示波長，縱軸表示功率。通過光譜儀可以測量出，分布式光纖溫度傳感器系統的后向 拉曼散射光中心波長分別是1450納米和1660納米，3dB帶寬分別是±25納米和±30納 米，從而在選取WDM時，選取通帶帶寬和中心波長合適的WDM作為分光器件，從而可以最大 限度的提取系統中的有用信號光，濾除雜散光的影響，能提高分布式光纖溫度傳感器系統 的信噪比和測量精度。
[0032] 注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解， 本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、 重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行 了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還 可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【權利要求】
1. 一種光波分復用器帶寬選擇裝置，其特征在于，包括： 激光器，窄帶濾波器，光隔離器，寬帶耦合器，光譜儀，以及測溫光纖； 所述激光器的輸出端與所述窄帶濾波器的輸入端連接，所述窄帶濾波器的輸出端與所 述光隔離器的輸入端連接，所述光隔離器的輸出端與所述帶寬耦合器的第一端口連接，所 述帶寬耦合器的第二端口與所述光譜儀連接，所述帶寬耦合器的第三端口與所述測溫光 纖連接； 所述激光器用于發射脈沖光，所述脈沖光經所述窄帶濾波器進行濾波后進入所述光 隔離器，通過所述光隔離器后從所述帶寬耦合器的第一端口進入所述帶寬耦合器，從所述 帶寬耦合器的第三端口輸出后進入所述測溫光纖，在所述測溫光纖中發生自發拉曼散射效 應，產生后向傳輸的斯托拉克斯光和反斯托拉克斯光，所述斯托拉克斯光和所述反斯托拉 克斯光經過所述寬帶耦合器的第二端口進入所述光譜儀，所述光譜儀用于測量所接收的光 信號的后向拉曼散射光的中心波長和帶寬，以根據所述帶寬選擇所述光波分復用器的帶 寬。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述寬帶耦合器的帶寬為不小于900納米且 不大于1700納米。
3. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述窄帶濾波器的帶寬為0. 2納米。
4. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光器用于發射波長為1550納米的脈 沖光。
5. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光器為光纖激光器。
【文檔編號】H04J14/02GK104111127SQ201410364278
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】高翔, 李小彥 申請人:北京航天易聯科技發展有限公司