光学频域反射计(ofdr)系统的制作方法_2

文档序号:8460980阅读:来源:国知局
椭圆形偏振。
[0031] 因此预想本发明可以方便广谱的使用。
[0032] 本发明可应用于其中使用偏振分集光学频域反射计的方法的分布式感测能够被 使用的全部领域中。能够利用这一技术测量的属性例如是应变和温度。尤其感兴趣的领域 能够是出于形状感测的目的,尤其是出于医学应用目的的对螺旋多芯纤维的芯中的应变的 同时测量。
[0033] OFDR系统的测量分支也可以应用于其中需要这样的探测及分析的其他光学领域, 例如远程通信。
[0034] 在特定实施例中,可以有多于一个光纤,例如2、3、4、5、6、7、8、9或更多个光纤。在 特定实施例中,可以集中地放置一个或多个光纤。在特定实施例中,可以外围地放置,例如 螺旋地布置一个或多个光纤。在另一个特定实施例中,可以具有一个中心光纤以及一个或 多个、例如三个周围光纤,例如,所述一个或多个周围光纤被螺旋地布置。在一些实施例中, 一个光纤可以具有被布置用于例如形状感测的多个光学芯。
[0035] 本发明的一个可能优点是可以容易地辨别对应于第一偏振和第二偏振的得到的 光学数据,因为在所述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(P2)之间没有交叠。
[0036] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,所述光学探测单 元能够在频域中执行OFDR并且提供反射谱,所述依赖偏振的光学路径长度移位器(PDOPS) 被布置使得在所述反射谱中的所述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(P2)之间的所述光学路 径长度差(Δ ρακ)大于纤维的所述感测长度(Is)。在特定实施例中,在所述反射谱中的所 述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(Ρ2)之间的所述光学路径长度差(A pms)至少1%,例如 5 %,例如10,例如50 %,例如100 %,例如200 %地大于纤维的所述感测长度(Is)。令在所述 反射谱中的所述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(Ρ2)之间的所述光学路径长度差(A piws) 大于纤维的所述感测长度(Is)的可能优点是这对应于足以避免交叠的路径长度差。
[0037] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,当通过内积评估 时,所述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(Ρ2)基本上正交。在一些实施例中,所述第一偏振 (Pl)与所述第二偏振(Ρ2)的内积的绝对值基本上是零,例如接近于零,例如零。针对非零 值,可以定义特定阈值,在所述阈值之上所述系统不能适当地工作。优选地,使所述第一偏 振(Pl)与所述第二偏振(Ρ2)的点积归一化。
[0038] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,执行在所述波长 带内的所述扫描,使得在所述波长带的一个单个扫描期间所述第一偏振(Pl)和所述第二 偏振(Ρ2)被创建或引起,并且在所述探测单元中被测量。这是尤其有利的,因为相对于现 有技术解决方案节省了时间并且改进了可靠性和/或准确性。
[0039] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,对所述依赖偏振 的光学路径长度移位器(PDOPS)进行定位,从而使得所述参考路径中的偏振不受干扰。
[0040] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,所述依赖偏振的 光学路径长度移位器(PDOPS)定义第一光学子路径和第二光学子路径,通过射束分裂器以 及射束组合器定义所述第一光学子路径和所述第二光学子路径,当辐射进入所述移位器时 所述射束分裂器将辐射分开到所述第一光学子路径和所述第二光学子路径中,并且所述射 束组合器被布置为组合来自所述第一光学子路径和第二光学子路径的辐射。
[0041] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,所述移位器包括 在所述第一光学子路径和/或所述第二光学子路径中的一个或多个偏振控制器(PC)。
[0042] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,所述移位器包括 光学连接到法拉第镜的环行器,以创建或引起不同于所述第二偏振(P2)的第一偏振(Pl)。
[0043] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,所述移位器包括 在所述射束分裂器中和/或在所述射束组合器中的偏振射束分裂器(PBS)。
[0044] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,所述移位器包括 在所述第一光学子路径中和/或在所述第二光学子路径中的偏振保持(PM)纤维。
[0045] 根据另一个实施例,提供了光学频域反射计(OFDR)系统,其中,所述第一耦合点 与所述依赖偏振的光学路径长度移位器(PDOPS)的所述射束分裂器光学集成,例如,具有 一个或多个公共光学元件等,这可以具有与节省成本有关的益处。
[0046] 根据本发明的第二方面,提供了一种光学频域反射计(OFDR)系统,所述系统包括 依赖偏振的光学路径长度移位器(PDOPSjDFS),所述移位器具有引起或创建针对测量路径 中的辐射的第一偏振(Pl)和第二偏振(P2)的功能,所述第一偏振(Pl)不同于所述第二偏 振(P2),并且所述移位器还具有使得针对在所述测量路径中的所述第一偏振(Pl)的所述 光学路径长度相对于针对在所述测量路径中的所述第二偏振(P2)的所述光学路径长度不 同的功能,
[0047] 其中,所述依赖偏振的光学路径长度移位器适于与相关联的光学频域反射计 (OFDR)系统协同操作,所述系统包括:
[0048] 光学辐射源,其能够发射在特定波长带内的光学辐射,所述辐射源光学连接到第 一親合点,所述第一親合点被布置为将福射分裂为两部分,
[0049] 参考路径,其光学连接到所述第一耦合点,
[0050] 测量路径,其光学连接到所述第一耦合点,所述测量路径还包括光学环行器,所述 环行器光学连接到测量分支,所述测量分支被布置为基于反射的辐射进行测量,
[0051] 其中,所述参考路径与所述测量路径光学耦合在第二耦合点中,
[0052] 光学探测单元,其能够经由所述第二耦合点获得来自从所述参考路径和所述测量 路径组合的光学辐射的信号,
[0053] 其特征在于,
[0054] -所述移位器还具有使得针对在所述测量路径中的所述第一偏振(Pl)的所述光 学路径长度相对于针对在所述测量路径中的所述第二偏振(P2)的所述光学路径长度不同 的功能,所述测量分支包括光纤,所述光纤被布置为提供沿所述光纤的感测长度(I s)的针 对OFDR的反射,并且其中,所述依赖偏振的光学路径长度移位器(PDOPS)还被布置使得在 反射谱中的所述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(P2)之间的光学路径长度差(A piws)被选 择,从而避免在所述反射谱中的所述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(P2)之间的交叠。
[0055] 根据本发明的第三方面,提供了一种用于获得光学频域反射计(OFDR)数据的方 法,所述方法包括:
[0056] -提供光学辐射源并且发射在特定波长带内的光学辐射,所述辐射源光学连接到 第一耦合点,所述第一耦合点被布置为将所述辐射分裂为两部分,
[0057] -提供参考路径,所述参考路径光学连接到所述第一耦合点,
[0058] -提供测量路径,所述测量路径光学连接到所述第一耦合点,所述测量路径还包括 光学环行器,所述环行器光学连接到测量分支,所述测量分支被布置为基于反射的辐射进 行测量,
[0059] -其中,所述参考路径与所述测量路径光学耦合在第二耦合点中,
[0060] -提供光学探测单元并且经由所述第二耦合点获得来自从所述参考路径和所述测 量路径组合的光学辐射的信号,
[0061] -其中,所述测量路径包括依赖偏振的光学路径长度移位器,所述移位器具有引起 或创建针对在所述测量路径中的所述辐射的第一偏振和第二偏振的功能,所述第一偏振不 同于所述第二偏振,并且
[0062] 其特征在于,
[0063] -所述移位器还具有使得针对在所述测量路径中的所述第一偏振(Pl)的所述光 学路径长度相对于针对在所述测量路径中的所述第二偏振(P2)的所述光学路径长度不同 的功能,所述测量分支包括光纤,所述光纤被布置为提供沿所述光纤的感测长度(Is)的针 对OFDR的反射,并且
[0064] 其中,所述依赖偏振的光学路径长度移位器(PDOPS)还被布置使得在反射谱中的 所述第一偏振(pi)与所述第二偏振(P2)之间的光学路径长度差(Aroos)被选择为避免 在所述反射谱中的所述第一偏振(Pl)与所述第二偏振(P2)之间的交叠。
[0065] 应理解,其中列出方法步骤的顺序不是必要的。
[0066] 总体而言,可以在本发明的范围内以各种方式对本发明的各个方面进行组合并且 耦合。本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将从下文描述的实施例变得显而易见并 将参考下文描述的实施例得到阐述。
【附图说明】
[0067] 将参考附图,仅通过范例的方式描述本发明的实施例,在附图中:
[0068] 图1示出了根据本发明的OFDR系统的示意性实施例,
[0069] 图2示出了根据本发明的依赖偏振的光学路径长度移位器(PDOPS、TOFS)的实施 例(a至f),
[0070] 图3示出了根据本发明的适合于多个感测纤维的OFDR系统的示意性实施例,
[0071] 图4示出了根据本发明的适合于多个感测纤维的OFDR系统的另一个示意性实施 例,
[0072] 图5示出了经由具有长度1。的连接纤维连接到环行器的具有长度I s的感测纤维 的散射轮廓的示意图,
[0073] 图6示出了两个偏振对计算的散射轮廓的贡献的相对位置的一些范例,
[0074] 图7
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