光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)及方法，其中系統(tǒng)包括激光光源、第一光纖耦合器、第一光移頻器、第二光移頻器、第二光纖耦合器、延時(shí)器、光環(huán)形器和光纖Fizeau干涉陣列，該系統(tǒng)還包括光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集與控制卡、第一射頻信號(hào)源和第二射頻信號(hào)源，激光光源發(fā)出的光經(jīng)第一光纖耦合器分成兩束光，第一束光和第二束光分別通過(guò)第一光移頻器、第二光移頻器產(chǎn)生頻移并調(diào)制成頻率不同的第一光脈沖和第二光脈沖，第二光脈沖再經(jīng)過(guò)延時(shí)器延時(shí)后，與第一光脈沖在第二光纖耦合器處耦合成脈沖對(duì)，脈沖對(duì)通過(guò)光環(huán)形器進(jìn)入光纖Fizeau干涉陣列，產(chǎn)生多個(gè)反射脈沖對(duì)，再回到光環(huán)形器；并在光電探測(cè)器處發(fā)生外差干涉。
【專利說(shuō)明】
光纖F i zeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng) 傳感系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式光纖振動(dòng)傳感是以光纖為傳感元件和傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感鏈路周邊振動(dòng) 信號(hào)進(jìn)行探測(cè)的技術(shù)，其不但具有簡(jiǎn)單光纖傳感技術(shù)靈敏度高、耐高溫、抗腐蝕和抗電磁干 擾等優(yōu)點(diǎn)特性，而且更能體現(xiàn)光纖分布延伸的優(yōu)勢(shì)，傳感鏈路中任一點(diǎn)都能受到振動(dòng)信號(hào) 的調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的無(wú)漏點(diǎn)檢測(cè)，干涉型分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)是基于光波干 涉調(diào)制原理的振動(dòng)傳感技術(shù)，具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大和響應(yīng)頻率高等突出優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)30 多年的發(fā)展，干涉型光纖振動(dòng)傳感技術(shù)取得了豐碩的研究成果，提出了Mach-Zehnder干涉 儀，Michelson干涉儀和Sagnac干涉儀以及MZI-MZI，SI-SI等多種復(fù)合干涉結(jié)構(gòu)。
[0003] 現(xiàn)已研究的以Mach-Zehnder干涉儀和Michel son干涉儀等干涉結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的 振動(dòng)傳感系統(tǒng)，均為單臂傳感，參考光和信號(hào)光不在同一光路中行進(jìn)所以兩臂極易受到不 同環(huán)境噪聲的干擾從而導(dǎo)致干涉條紋不穩(wěn)定。Fizeau干涉是利用光在光學(xué)系統(tǒng)中傳輸時(shí)的 第一次反射光作為參考光，第二次反射光作為信號(hào)光，參考光和信號(hào)光沿著同一條光路行 進(jìn)并發(fā)生干涉，F(xiàn)izeau干涉中信號(hào)光與參考光在同一光路中行進(jìn)從而克服了因不同外界干 擾(如振動(dòng)、溫度起伏等)導(dǎo)致的干涉條紋不穩(wěn)定等問(wèn)題。
[0004] 隨著干涉型分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)的逐漸成熟以及時(shí)分和波分復(fù)用技術(shù)的不 斷發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)傳感系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、大范圍、準(zhǔn)分布的測(cè)量，各種結(jié)構(gòu)、規(guī)模和傳感距離的 光纖振動(dòng)傳感陣列得到了廣泛的研究，現(xiàn)已縱觀目前各種復(fù)用型傳感陣列技術(shù)，很難有一 種技術(shù)能夠在探測(cè)距離、陣列規(guī)模、線陣直徑以及測(cè)量靈敏度等方面同時(shí)具備優(yōu)越的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服Mach-Zehnder干涉儀和Michelson干涉儀等，因信號(hào)光與參考光在不同光 路中行進(jìn)從而造成由不同外界干擾(如振動(dòng)、溫度起伏等)所導(dǎo)致的干涉條紋不穩(wěn)定等問(wèn) 題，提供一種光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)及方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 提供一種光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)，包括激光光源、第一光纖親 合器、第一光移頻器、第二光移頻器、第二光纖耦合器、延時(shí)器、光環(huán)形器和光纖Fizeau干涉 陣列，激光光源發(fā)出的光經(jīng)第一光纖親合器分成兩束光，第一束光和第二束光分別通過(guò)第 一光移頻器、第二光移頻器產(chǎn)生頻移并調(diào)制成不同頻率的第一光脈沖和第二光脈沖，第二 光脈沖再經(jīng)過(guò)延時(shí)器延時(shí)后，與第一光脈沖在第二光纖耦合器處耦合成脈沖對(duì)，脈沖對(duì)通 過(guò)光環(huán)形器進(jìn)入光纖Fizeau干涉陣列，產(chǎn)生多個(gè)反射脈沖對(duì)，再回到光環(huán)形器；
[0008] 該系統(tǒng)還包括光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集與控制卡、第一射頻信號(hào)源和第二射頻信號(hào) 源，光電探測(cè)器與光環(huán)形器、數(shù)據(jù)采集與控制卡連接，第一射頻信號(hào)源與第一光移頻器連 接，第二射頻信號(hào)源與第二光移頻器連接;相鄰兩個(gè)反射脈沖對(duì)中前一個(gè)反射脈沖對(duì)中的 后一個(gè)脈沖作為參考光，后一個(gè)反射脈沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖作為信號(hào)光，兩者在光電探測(cè) 器處發(fā)生外差干涉，產(chǎn)生干涉拍頻信號(hào);干涉拍頻信號(hào)經(jīng)光電探測(cè)器輸出給數(shù)據(jù)采集與控 制卡進(jìn)彳丁解調(diào)。
[0009]本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，光纖Fizeau干涉陣列包括多對(duì)光纖反射點(diǎn)，每對(duì)光纖反射 點(diǎn)之間連接有光纖。
[0010]本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，光纖反射點(diǎn)為光纖布拉格光柵或者啁嗽光柵，或者光纖反 射點(diǎn)為由激光照射光纖造成的折射率突變點(diǎn)。
[0011] 本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，第一光移頻器和第二光移頻器為聲光調(diào)制器。
[0012] 本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，延時(shí)器為延時(shí)光纖，延時(shí)光纖的長(zhǎng)度為每對(duì)光纖反射點(diǎn)之 間的光纖長(zhǎng)度的兩倍。
[0013] 本發(fā)明還提供一種光纖F i zeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感方法，包括以下步驟：
[0014] 產(chǎn)生頻率不同的第一光脈沖和第二光脈沖；
[0015] 對(duì)第二光脈沖進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)后的第二光脈沖與第一光脈沖合束形成光脈沖對(duì)；
[0016] 光脈沖入射到光纖Fizeau干涉陣列，產(chǎn)生多個(gè)反射脈沖對(duì)；
[0017] 相鄰兩個(gè)反射脈沖對(duì)中前一個(gè)反射脈沖對(duì)中的后一個(gè)脈沖作為參考光，后一個(gè)反 射脈沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖作為信號(hào)光，兩者發(fā)生外差干涉，產(chǎn)生干涉拍頻信號(hào)；
[0018] 輸出干涉拍頻信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)。
[0019] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明中將光源發(fā)出的光調(diào)制成雙脈沖對(duì)，入射到光 纖Fizeau干涉陣列，產(chǎn)生多個(gè)反射脈沖對(duì)，利用相鄰兩個(gè)反射脈沖對(duì)中前一個(gè)反射脈沖對(duì) 中的后一個(gè)脈沖作為參考光、后一個(gè)反射脈沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖作為信號(hào)光承載相鄰反射 點(diǎn)之間光纖上所受到的振動(dòng)所引起的相位擾動(dòng)，通過(guò)控制脈沖間距與相鄰反射點(diǎn)之間光纖 長(zhǎng)度相同從而實(shí)現(xiàn)參考光與信號(hào)光的干涉，避免了采用非平衡干涉臂進(jìn)行干涉所帶來(lái)的系 統(tǒng)噪聲并減小了傳感器的體積，通過(guò)采用Fizeau干涉結(jié)構(gòu)使得參考光與信號(hào)光在同一光路 中進(jìn)行傳輸，從而克服了傳統(tǒng)干涉結(jié)構(gòu)中參考光與信號(hào)光傳輸在不同光路中傳輸從而因不 同外界干擾導(dǎo)致的干涉條紋不穩(wěn)定等問(wèn)題;并在單根光纖上復(fù)用大規(guī)模傳感器，在探測(cè)距 離、陣列規(guī)模以及測(cè)量靈敏度等性能方面都進(jìn)行了改善和提高。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果與檢波器檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比圖；
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0024]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖，光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng) 包括激光光源1、第一光纖親合器2、第一光移頻器4、第二光移頻器7、第二光纖親合器11、延 時(shí)器、光環(huán)形器13和光纖Fizeau干涉陣列14,激光光源1發(fā)出的光經(jīng)第一光纖親合器2分成 兩束光，第一束光和第二束光分別通過(guò)第一光移頻器4、第二光移頻器7產(chǎn)生頻移并調(diào)制成 頻率不同的第一光脈沖和第二光脈沖，第二光脈沖再經(jīng)過(guò)延時(shí)器延時(shí)后，與第一光脈沖在 光環(huán)形器13處親合成脈沖對(duì)，脈沖對(duì)進(jìn)入光纖Fizeau干涉陣列14,經(jīng)光纖Fizeau干涉陣列 14的多個(gè)光纖反射點(diǎn)反射后產(chǎn)生多個(gè)反射脈沖對(duì)，并經(jīng)Fizeau干涉陣列14反射回到光環(huán)形 器13。
[0025] 該系統(tǒng)還包括光電探測(cè)器15、數(shù)據(jù)采集與控制卡17、第一射頻信號(hào)源8和第二射頻 信號(hào)源9,光電探測(cè)器15與光環(huán)形器13、數(shù)據(jù)采集與控制卡17連接，第一射頻信號(hào)源8與第一 光移頻器4連接，第二射頻信號(hào)源9與第二光移頻器7連接。反射后的脈沖對(duì)經(jīng)過(guò)光環(huán)形器13 進(jìn)入光電探測(cè)器15,在光電探測(cè)器15處發(fā)生外差干涉，產(chǎn)生干涉拍頻信號(hào);干涉拍頻信號(hào)經(jīng) 光電探測(cè)器15輸出給數(shù)據(jù)采集與控制卡17進(jìn)行解調(diào)。
[0026] 其中，第一光移頻器4和第二光移頻器7選用聲光調(diào)制器。延時(shí)器可選用延時(shí)光纖 10,延時(shí)光纖10的長(zhǎng)度為每對(duì)光纖反射點(diǎn)之間的光纖長(zhǎng)度的兩倍。
[0027] 第一束探測(cè)光通過(guò)第一連接光纖3進(jìn)入第一光移頻器4頻移并調(diào)制成頻率為fi+u 的光脈沖后通過(guò)第二連接光纖5注入到第二光纖耦合器11 (3dB)的第一個(gè)端口 11.1;第二束 探測(cè)光通過(guò)第三連接光纖6進(jìn)入第二光移頻器7產(chǎn)生頻移并調(diào)制成頻率f2+u為的光脈沖后 通過(guò)延時(shí)光纖10進(jìn)行延時(shí)注入到第二光纖耦合器的第二個(gè)端口 11.2。
[0028]由第二光纖親合器11 (3dB)將第一端口與第二端口輸入的光脈沖合束后形成光脈 沖對(duì)的從第二光纖耦合器ll(3dB)的第三端口 11.3輸出后通過(guò)第四段連接光纖12入射到 光環(huán)形器13的第一端口 13.1，光環(huán)形器的第二端口 13.2輸出的光脈沖對(duì)入射到光纖Fizeau 干涉陣列14。
[0029] 光纖Fizeau干涉陣列包括多對(duì)光纖反射點(diǎn)，每對(duì)光纖反射點(diǎn)之間連接有光纖。光 纖反射點(diǎn)可為光纖布拉格光柵或者啁嗽光柵，或者光纖反射點(diǎn)為由激光照射光纖造成的折 射率突變點(diǎn)。
[0030] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，光纖Fizeau干涉陣列是采用在線制備超弱光柵的方法利 用光纖拉絲與在線制柵專用平臺(tái)制作而成，其內(nèi)共刻寫1005個(gè)布拉格光柵，布拉格光柵之 間的間隔為l〇m，光柵的反射率為_35dB--40dB。
[0031] 光環(huán)形器的第三端口 13.3與光電探測(cè)器15連接，光電探測(cè)器15的電輸出口通過(guò)第 五連接光纖16連接到數(shù)據(jù)采集與控制卡17的輸入口 17.3，數(shù)據(jù)采集與控制卡的第一控制口 17.1與第一個(gè)射頻信號(hào)源8的控制輸入口8.1連接實(shí)現(xiàn)對(duì)第一射頻信號(hào)源的控制，信號(hào)處理 與控制卡的第二控制口 17.2與第二個(gè)射頻信號(hào)源9的控制輸入口9.1連接實(shí)現(xiàn)對(duì)第二射頻 信號(hào)源的控制。
[0032] 第一射頻信號(hào)源8的射頻輸出口 8.2連接到第一光移頻器的射頻輸入口 4.3;第二 射頻信號(hào)源9的射頻輸出口 9.2連接到第二光移頻器的射頻輸入口 7.3。
[0033] 本發(fā)明采用頻率不同的兩束脈沖發(fā)生外差干涉，通過(guò)對(duì)拍頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲得 外界振動(dòng)信號(hào)，可應(yīng)用于干涉型光纖水聽器的設(shè)計(jì)中，利用外差檢測(cè)方法解調(diào)可以有效提 高光纖水聽器的系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度以及動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)可以克服環(huán)境擾動(dòng)并且系統(tǒng)可攜帶信 號(hào)帶寬大。
[0034] 利用上述實(shí)施例光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的傳感方法，主要 包括以下步驟：
[0035] 激光光源1輸出的光發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第一光纖耦合器2分成兩束探測(cè)光，分別為第一 束探測(cè)光和第二束探測(cè)光；
[0036] 第一束探測(cè)光通過(guò)第一連接光纖3進(jìn)入第一光移頻器4產(chǎn)生頻移并調(diào)制成頻率為 fi+u的光脈沖后通過(guò)第二連接光纖5注入到第二光纖耦合器11的第一個(gè)端口 11.1;第二束 探測(cè)光通過(guò)第三連接光纖6進(jìn)入第二光移頻器7器產(chǎn)生頻移并調(diào)制成頻率為f2+u的光脈沖 后通過(guò)延時(shí)光纖10注入到第二光纖耦合器的第二個(gè)端口 11.2。
[0037] 由第二光纖親合器將第一端口與第二端口輸入的光脈沖合束后的通過(guò)第四段連 接光纖12入射到光環(huán)形器13的第一端口 13.1，光環(huán)形器的第二端口 13.2輸出的光脈沖入射 到光纖Fizeau干涉陣列14;
[0038]由第一個(gè)布拉格光柵反射的光脈沖對(duì)回到光環(huán)形器，從光環(huán)形器的第三端口出射 經(jīng)過(guò)第五段連接光纖進(jìn)入光電探測(cè)器，其電場(chǎng)強(qiáng)度表示為：
[0039]
[0040] Ei-2為由第一個(gè)布拉格光柵反射的光時(shí)域反射脈沖對(duì)中的后一個(gè)脈沖的電場(chǎng)強(qiáng) 度，c為真空中的光速，L為延時(shí)線的長(zhǎng)度，識(shí)2為連接光纖以及延時(shí)光纖引入的總相位。
[0041] 由第二個(gè)布拉格光柵反射的光脈沖對(duì)回到光環(huán)形器，兩反射點(diǎn)之間的光纖長(zhǎng)度為 1;從環(huán)形器的第三端口出射經(jīng)過(guò)第五段連接光纖進(jìn)入光電探測(cè)器，其電場(chǎng)強(qiáng)度表示為：
[0042]
[0043] E2-1為由第二個(gè)布拉格光柵反射的光時(shí)域反射脈沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖的電場(chǎng)強(qiáng) 度，c為真空中的光速，1為第一個(gè)光纖反射點(diǎn)與第二個(gè)光纖反射點(diǎn)之間光纖的長(zhǎng)度，n rff為 第一個(gè)光纖反射點(diǎn)和第二個(gè)光纖反射點(diǎn)之間光纖的有效折射率，Φ1為連接光纖引入的總 相位。
[0044] 延時(shí)光纖長(zhǎng)度與相鄰布拉格光柵之間的光纖長(zhǎng)度滿足如下關(guān)系：
[0045] 1 = 21
[0046] 由第一個(gè)布拉格光柵反射的第一個(gè)脈沖對(duì)中的后一個(gè)光脈沖與第二個(gè)布拉格光 柵反射的脈沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖在光電探測(cè)器處形成同步外差干涉，干涉后的兩路探測(cè)光 在平衡探測(cè)器中的響應(yīng)II, 2可表示為：
[0047]
[0048]探測(cè)器的輸出I為：
[0049]
[0050] 這里忽略了科-％的固定相位差。
[0051] 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)布拉格光柵與第二個(gè)布拉格光柵之間的光纖受到振動(dòng)時(shí)，nrff會(huì)發(fā)生變 化，由上式可知干涉拍頻信號(hào)cl的光強(qiáng)發(fā)生改變。光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集與控制卡接收到干 涉拍頻信號(hào)cl并經(jīng)過(guò)解調(diào)后還原出第一個(gè)光纖反射點(diǎn)與第二個(gè)光纖反射點(diǎn)之間的光纖所 受到的外界振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中，在振動(dòng)點(diǎn)處放置一個(gè)檢波器對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，圖2是系統(tǒng)測(cè) 量結(jié)果與檢波器檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比圖，由圖中可以看出系統(tǒng)的所受的外界振動(dòng)信號(hào)被解調(diào)出 來(lái)，與檢波器所檢測(cè)的振動(dòng)信號(hào)一致。
[0052] 雙光脈對(duì)沖進(jìn)入Fizeau干涉陣列經(jīng)過(guò)第三個(gè)布拉格光柵以及第四個(gè)布拉格光柵 后會(huì)重復(fù)以上步驟，產(chǎn)生干涉拍頻信號(hào)c2,由于干涉拍頻信號(hào)cl和干涉拍頻信號(hào)c2的接收 時(shí)間不一樣，所以可以分別測(cè)到不同相鄰布拉格光柵之間的光纖的干涉拍頻信號(hào)，從而依 次解調(diào)出不同相鄰布拉格光柵之間光纖上所受到的外界振動(dòng)。
[0053]綜上，本發(fā)明中將光源發(fā)出的光調(diào)制成雙脈沖對(duì)，利用相鄰兩個(gè)反射脈沖對(duì)中前 一個(gè)反射脈沖對(duì)中的后一個(gè)脈沖作為參考光、后一個(gè)反射脈沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖作為信號(hào) 光承載相鄰反射點(diǎn)之間光纖上所受到的振動(dòng)所引起的相位擾動(dòng)，通過(guò)控制脈沖間距與相鄰 反射點(diǎn)之間光纖長(zhǎng)度相同從而實(shí)現(xiàn)參考光與信號(hào)光的干涉，避免了采用非平衡干涉臂進(jìn)行 干涉所帶來(lái)的系統(tǒng)噪聲并減小了傳感器的體積，通過(guò)采用Fizeau干涉結(jié)構(gòu)使得參考光與信 號(hào)光在同一光路中進(jìn)行傳輸，從而克服了傳統(tǒng)干涉結(jié)構(gòu)中參考光與信號(hào)光傳輸在不同光路 中傳輸從而因不同外界干擾導(dǎo)致的干涉條紋不穩(wěn)定等問(wèn)題，并在單根光纖上復(fù)用大規(guī)模 傳感器，在探測(cè)距離、陣列規(guī)模以及測(cè)量靈敏度等性能方面都進(jìn)行了改善和提高。
[0054]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)，其特征在于，包括激光光源、第一光 纖耦合器、第一光移頻器、第二光移頻器、第二光纖耦合器、延時(shí)器、光環(huán)形器和光纖Fizeau 干涉陣列，激光光源發(fā)出的光經(jīng)第一光纖親合器分成兩束光，第一束光和第二束光分別通 過(guò)第一光移頻器、第二光移頻器產(chǎn)生頻移并調(diào)制成頻率不同的第一光脈沖和第二光脈沖， 第二光脈沖再經(jīng)過(guò)延時(shí)器延時(shí)后，與第一光脈沖在第二光纖親合器處親合成脈沖對(duì)，脈沖 對(duì)通過(guò)光環(huán)形器進(jìn)入光纖Fizeau干涉陣列，產(chǎn)生多個(gè)反射脈沖對(duì)，再回到光環(huán)形器； 該系統(tǒng)還包括光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集與控制卡、第一射頻信號(hào)源和第二射頻信號(hào)源，光 電探測(cè)器與光環(huán)形器、數(shù)據(jù)采集與控制卡連接，第一射頻信號(hào)源與第一光移頻器連接，第二 射頻信號(hào)源與第二光移頻器連接;相鄰兩個(gè)反射脈沖對(duì)中前一個(gè)反射脈沖對(duì)中的后一個(gè)脈 沖作為參考光，后一個(gè)反射脈沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖作為信號(hào)光，兩者在光電探測(cè)器處發(fā)生 外差干涉，產(chǎn)生干涉拍頻信號(hào);干涉拍頻信號(hào)經(jīng)光電探測(cè)器輸出給數(shù)據(jù)采集與控制卡進(jìn)行 解調(diào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，光纖Fizeau干涉陣列包括多對(duì)光纖反射 點(diǎn)，每對(duì)光纖反射點(diǎn)之間連接有光纖。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，光纖反射點(diǎn)為光纖布拉格光柵或者啁嗽光 柵，或者光纖反射點(diǎn)為由激光照射光纖造成的折射率突變點(diǎn)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一光移頻器和第二光移頻器為聲光調(diào)制 器。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，延時(shí)器為延時(shí)光纖，延時(shí)光纖的長(zhǎng)度為每 對(duì)光纖反射點(diǎn)之間的光纖長(zhǎng)度的兩倍。6. -種光纖Fizeau干涉陣列分布式振動(dòng)傳感方法，其特征在于，包括以下步驟： 產(chǎn)生頻率不同的第一光脈沖和第二光脈沖； 對(duì)第二光脈沖進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)后的第二光脈沖與第一光脈沖合束形成光脈沖對(duì)； 光脈沖入射到光纖Fizeau干涉陣列，經(jīng)反射后，產(chǎn)生多個(gè)反射脈沖對(duì)； 相鄰兩個(gè)反射脈沖對(duì)中前一個(gè)反射脈沖對(duì)中的后一個(gè)脈沖作為參考光，后一個(gè)反射脈 沖對(duì)中的前一個(gè)脈沖作為信號(hào)光，兩者發(fā)生外差干涉，產(chǎn)生干涉拍頻信號(hào)； 輸出干涉拍頻信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)。
【文檔編號(hào)】G01H9/00GK105973450SQ201610277420
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】周次明, 李怡, 范典, 周愛(ài), 文泓橋, 姜德生
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)