申请/专利权人：南京大学

申请日：2022-04-18

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN114777822B

主分类号：G01D5/353

分类号：G01D5/353;G01K11/3206;G01B11/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2022.08.09#实质审查的生效;2022.07.22#公开

摘要：本发明提供一种基于多波长可调谐激光器的光纤光栅阵列同步传感系统，包括多波长可调谐激光器阵列模块、光环行器、FBG阵列、波分复用器、光电转换模块和信号处理模块。本发明采用M×N个串并联的DFB激光器阵列通道的扫频方式，可实现单通道依次扫描，也可实现多通道同时扫频再切换到下一批DFB激光器扫频；N个DFB激光器组合扫频为一组波长，对应一个光电探测器，M×N个DFB激光器阵列对应M个光电探测器。多波长可调谐激光器阵列扫频光源为单片集成，FBG阵列传感器为单根光纤上的串联拓扑；采用多波长扫频激光器与非全同FBG阵列配合波分复用技术实现传感解调，其复用性不受限于单个激光器的扫频范围或光谱范围，较大程度降低传感解调难度，提升效率。

主权项：1.一种基于多波长可调谐激光器的光纤光栅阵列同步传感系统，其特征在于，包括：多波长可调谐激光器阵列模块、光环行器、FBG阵列、波分复用器、光电转换模块和信号处理模块；所述多波长可调谐激光器阵列模块的输出端连接所述光环行器的输入端；所述光环行器的第一输出端连接所述FBG阵列，第二输出端连接所述波分复用器的输入端；所述波分复用器的输出端连接所述光电转换模块的输入端；所述光电转换模块的输出端连接所述信号处理模块的输入端；所述多波长可调谐激光器阵列模块产生多个不同波长范围的扫频光信号，通过所述光环行器的输入端传输至所述光环行器；所述光环行器将不同波长范围的扫频光信号通过第一输出端传输至所述FBG阵列；所述FBG阵列将受到的外界应变和温度变化转换为光信号，并将转换后的光信号通过所述光环行器的第一输出端反射至所述光环行器，其中转换后的光信号为多波长光信号；所述光环行器将转换后的光信号通过第二输出端传输至所述波分复用器；所述波分复用器将多波长光信号分离为多个单波长光信号，并将多个单波长光信号传输至所述光电转换模块；所述光电转换模块将多个单波长光信号分别转换为电信号，再将电信号转换为数字信号；所述信号处理模块对采集的数字信号进行解调分析，计算FBG的中心波长值，根据FBG的中心波长值得到所需要传感的温度或应变信息；所述FBG阵列中各个FBG的工作波长范围与所述多波长可调谐激光器阵列模块中各通道的波长扫描范围相对应；其中，所述多波长可调谐激光器阵列模块包括M×N个串并联的DFB激光器阵列和硬件控制模块；其中M为DFB激光器阵列中并联通道数量，并联通道数量等于波导数量；N为串联通道数量；M＝2n，N和n均为正整数；所述硬件控制模块用于控制DFB激光器阵列中各通道的光波输出；将串并联DFB激光器阵列的M×N个半导体激光器分为M组，结构上为并联的M个半导体激光器：LD11，LD21，LD31，…，LDM1，同时激射、扫频，然后再将波长切换到下一批同为并联结构的M个半导体激光器：LD12，LD22，LD32，…，LDM2，直至切换到第N批同为并联结构的M个半导体激光器：LD1N，LD2N，LD3N，…，LDMN；N个半导体激光器组合扫频为一组波长，一组波长通道对应一个光电探测器，M×N个串并联的DFB激光器阵列对应M个光电探测器；同时扫频的半导体激光器不是串联在同一根波导上，以任意进行分组再切换扫频。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京大学 基于多波长可调谐激光器的光纤光栅阵列同步传感系统

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