专利名称：一种多波段滤光器的制作方法
技术领域：
一种多波段滤光器技术领域[0001]本实用新型属于光传感技术领域，具体地说是一种用于分布式光纤温度传感系统的多波段滤光器。
背景技术：
[0002]分布式光纤温度传感系统是一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术产品，它不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，空间分辨率I米，定位精度I米的量级，测温精度可达I度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。[0003]目前常用的光纤温度传感器是利用拉曼散射以获得温度信号的。拉曼散射(Ramanscattering)是指光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起的频率发生变化的散射，又称拉曼效应。在散射光谱中入射光中心波长的两侧各存在一条谱线:低频一端的曲线的频率为νΟ-Λ V，称之为斯托克斯(Stokes)线或红伴线；高频一端曲线的频率为νΟ+Δ V，称之为反斯托克斯(Ant1-stokes)线或紫伴线。高效滤多波段光器的拉曼散射光(包括Stokes和Ant1-stokes光)的窄带滤波片波谱设计就是根据这个原理计算的。[0004]传统的后向拉曼散射光信号的提取方式是1X3光纤I禹合器+光滤波器相比，由于采用1X3光纤耦合器将一路光分成多份再进行滤光，这样分离出来的斯托克斯或反斯托克斯光功率就小了很多，导致有用光提取效率比较低。实用新型内容[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种可提高有用光的提取效率的多波段滤光器。[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种多波段滤光器，包括:依次连接的光纤环形器、反斯托克斯Ant1-stokes滤光片、斯托克斯Stokes滤光片；所述光纤环形器接收输入的光脉冲并将其输入至传感光纤，并接收在所述传感光纤中产生的后向散射光，所述Ant1-stokes滤光片将所述后向散射光中携带温度信息的后向Ant1-stokes光信号分离并输出，所述Stokes滤光片将所述后向散射光中作为参考信号的后向Stokes光信号分离并输出。[0007]进一步地，所述光纤环形器包括第一输入端、第一输出端和第一反馈端；所述第一输入端与脉冲激光器的输出端相连，用于接收脉冲激光器发射的光脉冲；所述第一反馈端与传感光纤相连，用于向所述传感光纤输入所述光脉冲，并接收在所述传感光纤中产生的后向散射光；所述第一输出端将接收到的所述后向散射光输出。[0008]进一步地,所述Ant1-stokes滤光片及Stokes滤光片均包括光输入端、透射光输出端、反射光输出端；所述Ant1-stokes滤光片的光输入端与所述光纤环形器的第一输出端相连；所述Ant1-stokes滤光片的透射光输出端用于将所述后向散射光中的后向Ant1-stokes光信号分离并输出；所述Ant1-stokes滤光片的反射光输出端与所述Stokes滤光片的光输入端相连；所述Stokes滤光片的透射光输出端用于将所述后向散射光中的后向Stokes光信号分离并输出。进一步地，还包括光收集器，与所述Stokes滤光片的反射光输出端相连，用以收集余光。进一步地，所述光纤环形器通过第一平行光管与所述Ant1-stokes滤光片连接，所述第一平行光管用于将从所述光纤环形器接收的入射光耦合平行输出。进一步地,所述Ant1-stokes滤光片通过第二平行光管与所述Stokes滤光片连接，所述第二平行光管将从所述Ant1-stokes滤光片接收的入射光耦合平行输出。进一步地,所述Ant1-stokes滤光片为Ant1-stokes拉曼散射波长窄带滤光片,所述Stokes滤光片为Stokes拉曼散射波长窄带滤光片。本实用新型所提供的多波段滤光器是先滤出Ant1-stokes散射光，同时将其余光信号全部返回，再滤出Stokes散射光,相较于现有将一路光分成多份再进行滤光的方案，本实用新型实施例滤出来的两种光功率都大为提高。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为分布式光纤温度传感系统的多波段滤光器的模型图。图2为本实用新型多波段滤光器的结构示意图。
具体实施方式
下面参考附图对本实用新型的优选实施例进行描述。请首先参照图1所示，本实用新型实施例提供的多波段滤光器I包括光脉冲输入端、传感光纤输入端(反馈端)，以及Ant1-stokes光信号输出端、Stokes光信号输出端,为2X2结构，即2路输入、2路输出。其中，脉冲激光器2发射的光脉冲通过光脉冲输入端传送到滤光器I内，传感光纤3中产生的后向散射光通过传感光纤输入端传送到滤光器I内；而传感光纤3中带有温度信息的后向Ant1-stokes光信号及Stokes光信号由滤光器I提取后分别通过Ant1-stokes光信号输出端和Stokes光信号输出端输出。再请参照图2所示，本实用新型实施例提供的多波段滤光器I包括:依次连接的光纤环形器21、反斯托克斯Ant1-stokes滤光片22、斯托克斯Stokes滤光片23。光纤环形器21接收脉冲激光器2输入的光脉冲并将其输入至传感光纤3，并接收在传感光纤3中产生的后向散射光，Ant1-stokes滤光片22将后向散射光中携带温度信息的后向Ant1-stokes光信号分离并输出，Stokes滤光片23将后向散射光中作为参考信号的后向Stokes光信号分离并输出。具体来说，多波段滤光器I包括依次连接的光纤环形器21、第一平行光管11、Ant1-stokes滤光片22(Anti_stokes拉曼散射波长窄带滤光片)、第二平行光管12、Stokes滤光片23 (Stokes拉曼散射波长窄带滤光片)、光收集器24，光纤环形器21通过第一平行光管11与Ant1-stokes滤光片22连接，Ant1-stokes滤光片22通过第二平行光管12与Stokes滤光片23连接,第一平行光管11用于将从光纤环形器21接收的入射光I禹合平行输出，第二平行光管12将从Ant1-stokes滤光片22接收的入射光耦合平行输出。Ant1-stokes滤光片22具体为Ant1-stokes拉曼散射波长窄带滤光片，Stokes滤光片23具体Stokes拉曼散射波长窄带滤光片。[0021]光纤环形器21包括第一输入端、第一输出端和第一反馈端,其中第一输入端与脉冲激光器2的输出端相连，用于接收脉冲激光器2发射的光脉冲；第一反馈端与传感光纤3相连，用于向传感光纤3输入所述光脉冲，并接收在传感光纤3中产生的后向散射光；第一输出端将接收到的后向散射光输出。[0022]Ant1-stokes滤光片22及Stokes滤光片23均包括光输入端、透射光输出端、反射光输出端。其中，Ant1-stokes滤光片22的光输入端与光纤环形器21的第一输出端相连；Ant1-stokes滤光片22的透射光输出端用于将后向散射光中的后向Ant1-stokes光信号分离并输出；Ant1-stokes滤光片22的反射光输出端与Stokes滤光片23的光输入端相连；Stokes滤光片23的透射光输出端用于将后向散射光中的后向Stokes光信号分离并输出。[0023]光收集器24与Stokes滤光片23的反射光输出端相连，用以收集余光。[0024]本实用新型具体实施时:采用后向散射探测方法，光脉冲经光纤传输至滤光器I的光纤环形器21，再进入传感光纤3，在传感光纤3中产生的后向散射光反馈至光纤环形器21。通过平行光管11，光纤环形器21接收到的后向散射光被输出至Ant1-stokes滤光片22。经过Ant1-stokes滤光片22的分离,携带温度信息的后向Ant1-stokes散射光经由Ant1-stokes滤光片22的透射光输出端输出，其余光信号经过平行光管12输入至Stokes滤光片23。经过Stokes滤光片23的分离，作为参考信号的后向Stokes散射光经由Stokes滤光片23的透射光输出端输出，其余光信号则被光收集器24收集，自此便完成了光信号的接收工作。其中，Ant1-stokes散射光和Stokes散射光的波长由激光器的中心波长决定。由此可知，本实用新型实施例多波段滤光器是先滤出Ant1-stokes散射光，同时将其余光信号全部返回，再滤出Stokes散射光,相较于现有将一路光分成多份再进行滤光的方案，本实用新型实施例滤出来的两种光功率都大为提高。[0025]本实用新型多波段滤光器的主要技术指标如下:[0026]波长带宽:±6.5nm;[0027]插损:〈1.2dB ;[0028]平坦度:〈0.5 dB ；[0029]隔离度:>40dB ；[0030]偏振相关损耗:〈0.IdB ；[0031]方向性:>40dB;[0032]回损:>38dB。[0033]以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种多波段滤光器，其特征在于，包括:依次连接的光纤环形器、反斯托克斯Ant1-stokes滤光片、斯托克斯Stokes滤光片；所述光纤环形器接收输入的光脉冲并将其输入至传感光纤，并接收在所述传感光纤中产生的后向散射光，所述Ant1-stokes滤光片将所述后向散射光中携带温度信息的后向Ant1-stokes光信号分离并输出，所述Stokes滤光片将所述后向散射光中作为参考信号的后向Stokes光信号分离并输出。
2.根据权利要求1所述的多波段滤光器，其特征在于，所述光纤环形器包括第一输入端、第一输出端和第一反馈端；所述第一输入端与脉冲激光器的输出端相连，用于接收脉冲激光器发射的光脉冲；所述第一反馈端与传感光纤相连，用于向所述传感光纤输入所述光脉冲，并接收在所述传感光纤中产生的后向散射光；所述第一输出端将接收到的所述后向散射光输出。
3.根据权利要求1或2所述的多波段滤光器，其特征在于:所述Ant1-stokes滤光片及Stokes滤光片均包括光输入端、透射光输出端、反射光输出端；所述Ant1-stokes滤光片的光输入端与所述光纤环形器的第一输出端相连；所述Ant1-stokes滤光片的透射光输出端用于将所述后向散射光中的后向Ant1-stokes光信号分离并输出；所述Ant1-stokes滤光片的反射光输出端与所述Stokes滤光片的光输入端相连；所述Stokes滤光片的透射光输出端用于将所述后向散射光中的后向Stokes光信号分离并输出。
4.根据权利要求3所述的多波段滤光器，其特征在于:还包括光收集器，与所述Stokes滤光片的反射光输出端相连，用以收集余光。
5.根据权利要求1或2所述的多波段滤光器，其特征在于:所述光纤环形器通过第一平行光管与所述Ant1-stokes滤光片连接，所述第一平行光管用于将从所述光纤环形器接收的入射光耦合平行输出。
6.根据权利要求5所述的多波段滤光器，其特征在于:所述Ant1-stokes滤光片通过第二平行光管与所述Stokes滤光片连接，所述第二平行光管将从所述Ant1-stokes滤光片接收的入射光耦合平行输出。
7.根据权利要求1所述的多波段滤光器，其特征在于:所述Ant1-stokes滤光片为Ant1-stokes拉曼散射波长窄带滤光片,所述Stokes滤光片为Stokes拉曼散射波长窄带滤光片。
专利摘要本实用新型提供一种多波段滤光器，包括依次连接的光纤环形器、反斯托克斯Anti-stokes滤光片、斯托克斯Stokes滤光片；所述光纤环形器接收输入的光脉冲并将其输入至传感光纤，并接收在所述传感光纤中产生的后向散射光，所述Anti-stokes滤光片将所述后向散射光中携带温度信息的后向Anti-stokes光信号分离并输出，所述Stokes滤光片将所述后向散射光中作为参考信号的后向Stokes光信号分离并输出。本实用新型实施例多波段滤光器是先滤出Anti-stokes散射光，同时将其余光信号全部返回，再滤出Stokes散射光，相较于现有将一路光分成多份再进行滤光的方案，本实用新型实施例滤出来的两种光功率都大为提高。
文档编号G02B5/20GK203069811SQ20132004984
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者田杰, 段绍辉, 姚森敬, 周正仙, 雷文东, 沈春光 申请人:深圳供电局有限公司, 上海华魏光纤传感技术有限公司