據(jù)條款8所述的系統(tǒng)，其中，所述后向散射檢測(cè)器包括頻率控制元件，該頻率控制元件被配置為具有與基于所述第一頻率和所述第二頻率所計(jì)算的響應(yīng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率，所計(jì)算的響應(yīng)頻率不同于所述第一頻率和所述第二頻率。
[0030]條款11、根據(jù)條款8所述的系統(tǒng)，其中，所述光纖的所述中心部分包括布拉格光柵，該布拉格光柵被配置為按照與基于所述第一頻率和所述第二頻率所計(jì)算的響應(yīng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率反射光，所計(jì)算的響應(yīng)頻率不同于所述第一頻率和所述第二頻率。
[0031]條款12、根據(jù)條款8所述的系統(tǒng)，其中，所述第一光源包括被配置為具有預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元件、被配置為具有預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第一頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件。
[0032]條款13、根據(jù)權(quán)利要求條款8所述的系統(tǒng)，其中，所述第二光源包括被配置為具有預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元件、被配置為具有預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第二頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件。
[0033]條款14、根據(jù)條款8所述的系統(tǒng)，其中，所述第一光源包括被配置為具有第一預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元件、被配置為具有第一預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第一頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件；其中，所述第二光源包括被配置為具有第二預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元、被配置為具有第二預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第二頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件；其中，所述第一預(yù)定強(qiáng)度與所述第二預(yù)定強(qiáng)度相同；并且其中，所述第一預(yù)定偏振與所述第二預(yù)定偏振相同。
[0034]條款15、一種測(cè)量?jī)蓚€(gè)固定點(diǎn)之間的應(yīng)變的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0035]光纖，該光纖具有第一端、第二端以及固定在所述兩個(gè)固定點(diǎn)之間的中心部分；
[0036]第一光源，該第一光源輸出具有第一頻率的光信號(hào)并且耦合至所述光纖的所述第一端;
[0037]第二光源，該第二光源輸出具有不同于所述第一頻率的第二頻率的光信號(hào)并且耦合至所述光纖的所述第一端；
[0038]前向散射檢測(cè)器，該前向散射檢測(cè)器耦合至所述光纖的所述第二端以用于從所述光纖接收前向光信號(hào)并且基于所述前向光信號(hào)輸出信號(hào)；以及
[0039]處理器，該處理器耦合以接收來(lái)自所述前向散射檢測(cè)器的所述信號(hào)，所述處理器被配置為基于來(lái)自所述前向散射檢測(cè)器的所述信號(hào)生成與所述兩個(gè)固定點(diǎn)之間的所述應(yīng)變成比例的輸出信號(hào)。
[0040]條款16、根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，其中，所述前向散射檢測(cè)器包括頻率控制元件，該頻率控制元件被配置為具有與基于所述第一頻率和所述第二頻率所計(jì)算的響應(yīng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率，所計(jì)算的響應(yīng)頻率不同于所述第一頻率和所述第二頻率。
[0041]條款17、根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，其中，所述光纖的所述中心部分包括布拉格光柵，該布拉格光柵被配置為按照與基于所述第一頻率和所述第二頻率所計(jì)算的響應(yīng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率反射光，所計(jì)算的響應(yīng)頻率不同于所述第一頻率和所述第二頻率。
[0042]條款18、根據(jù)條款15所述的系統(tǒng)，其中，所述第一光源包括被配置為具有預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元件、被配置為具有預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第一頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件。
[0043]條款19、根據(jù)權(quán)利要求條款15所述的系統(tǒng)，其中，所述第二光源包括被配置為具有預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元件、被配置為具有預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第二頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件。
[0044]條款20、根據(jù)權(quán)利要求條款15所述的系統(tǒng)，其中，所述第一光源包括被配置為具有第一預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元件、被配置為具有第一預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第一頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件；其中，所述第二光源包括被配置為具有第二預(yù)定強(qiáng)度的強(qiáng)度控制元、被配置為具有第二預(yù)定偏振的偏振控制元件以及被配置為具有與所述第二頻率對(duì)應(yīng)的頻率的頻率控制元件；其中，所述第一預(yù)定強(qiáng)度與所述第二預(yù)定強(qiáng)度相同；并且其中，所述第一預(yù)定偏振與所述第二預(yù)定偏振相同。
[0045]所討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可在各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可在其它實(shí)施方式中組合，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可參考以下描述和附圖看出。
【附圖說(shuō)明】
[0046]以下詳細(xì)描述作為示例給出而非旨在將本公開(kāi)僅限于此，以下詳細(xì)描述將結(jié)合附圖來(lái)最佳地理解，附圖中:
[0047]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一方面的實(shí)時(shí)非線性光學(xué)應(yīng)變儀系統(tǒng)的框圖；
[0048]圖2是I根據(jù)本公開(kāi)的一方面的光源的框圖；以及
[0049]圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一方面的散射檢測(cè)器的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]在本公開(kāi)中，貫穿附圖相似的標(biāo)號(hào)指代相似的元件，附圖示出了本公開(kāi)的各種示例性實(shí)施方式。
[0051]本文所公開(kāi)的系統(tǒng)將源信號(hào)施加到基于光纖的傳感器，所述源信號(hào)由兩個(gè)不同的信號(hào)的組合構(gòu)成，各個(gè)信號(hào)具有不同的波長(zhǎng)。這在第三可預(yù)測(cè)不同波長(zhǎng)處導(dǎo)致回波信號(hào)(前向和后向二者)。該回波信號(hào)將取決于并指示光纖中所引起的應(yīng)變，這是因?yàn)檫@種應(yīng)變?cè)黾恿斯饫w的局部非線性。該非線性系統(tǒng)的信噪比遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)線性系統(tǒng)的信噪比，這是因?yàn)榛夭ㄐ盘?hào)的波長(zhǎng)不同于兩個(gè)組合的源信號(hào)的波長(zhǎng)。對(duì)于線性系統(tǒng)，根據(jù)下式(1)，偏振與輸入光信號(hào)所關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)線性相關(guān):
[0052]Ρ(ω) = χ*Ε(ω) (I)
[0053]在式(I)中，Ρ(ω)表不材料偏振，Ε(ω)表不電場(chǎng)，X表不光纖材料響應(yīng)。Ρ(ω)、Ε(ω)和X全部是矢量。相比之下，對(duì)于非線性系統(tǒng)，根據(jù)下式(2)，偏振與輸入光信號(hào)所關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)之間的關(guān)系包括高階(非線性)效應(yīng):
[0054]P2 ( ω j+ ω 2) = x 2^E1 ( ω J *E2 ( ω 2) (2)
[0055]在這種情況下,E1 (CJ1) 和E2(ω2)是與兩個(gè)輸入光信號(hào)關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)，P2 ( ω彳ω 2)是二階偏振，X 2表示光纖響應(yīng)，并且由于二階效應(yīng)，X 2為矩陣而非矢量。存在可應(yīng)用的許多其它非線性關(guān)系，包括例如基于具有諸如2 ω f ω 2的關(guān)系的輸入信號(hào)產(chǎn)生的三階效應(yīng)。
[0056]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，實(shí)時(shí)非線性光學(xué)應(yīng)變儀系統(tǒng)100包括光纖101，光纖101被配置為在被固定到在兩個(gè)預(yù)定固定點(diǎn)113、114之間的結(jié)構(gòu)的中心部分102中檢測(cè)沿著光纖101縱向施加的任何應(yīng)變。例如，光纖101的每一端可在永久結(jié)構(gòu)(例如，飛機(jī)、橋、風(fēng)能螺旋卷等)中固定就位，并且可根據(jù)本公開(kāi)使用系統(tǒng)100來(lái)檢測(cè)光纖101中由于兩個(gè)固定點(diǎn)113、114之間的距離的任何改變而引起的任何應(yīng)變。布拉格光柵可被寫(xiě)入中心部分102內(nèi)的光纖101中，以增加響應(yīng)頻率處的信號(hào)電平(以及信噪比)，但不是必須的。
[0057]系統(tǒng)100包括第一光學(xué)光源108和第二光學(xué)光源107 (各自在下面描述)。第一光學(xué)光源108優(yōu)選親合至光纖105的第一端，第二光學(xué)光源107優(yōu)選親合至單獨(dú)的光纖106的第一端。光纖106、105的第二端優(yōu)選親合至三合一親合器103，該三合一親合器103繼而耦合至光纖101的第一端。后向散射檢測(cè)器109也經(jīng)由單獨(dú)的光纖104耦合至三合一耦合器104以從光纖101接收回波光信號(hào)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到的，存在許多另選方式來(lái)將第一光學(xué)光源108、第二光學(xué)光源107和后向散射檢測(cè)器109耦合至光纖101的第一端，所有這些另選方式均落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。最后，前向散射檢測(cè)器112優(yōu)選耦合至光纖101的第二(遠(yuǎn))端以從光纖101接收前向光信號(hào)。在目前優(yōu)選的實(shí)施方式中，輸出應(yīng)變信號(hào)(下面討論)基于后向散射檢測(cè)器109和前向散射檢測(cè)器112 二者的輸出。在一個(gè)另選實(shí)施方式中，前向散射檢測(cè)器112被省略，輸出應(yīng)變信號(hào)僅基于后向散射檢測(cè)器109的輸出。在另一另選實(shí)施方式中，后向散射檢測(cè)器109被省略，輸出應(yīng)變信號(hào)僅基