基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，包括控制处理模块以及与控制处理模块相接的光源模块、显示模块和数据处理模块，所述控制处理模块控制光源模块发出光信号并通过2X2耦合器耦合进光纤环内，所述光纤环上设置有用于传感待测物理量的调制器，所述2X2耦合器的输出端接1X2耦合器，所述1X2耦合器输出的两条光路分别接探测器一和探测器二，其中在所述1X2耦合器与探测器一之间的光路上设置有光延迟模块，所述探测器一和探测器二均与差分放大器相接，所述差分放大器还与数据处理模块相接。本发明通过采用差分放大器，降低了信号的采集难度，降低了系统的成本，精度高。
【专利说明】基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光纤传感装置，尤其是涉及一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置。
【背景技术】
[0002]“腔环降”是近年来在光学测量领域发展的一种新技术，在微量物质和元素的探测方面显示出了突出的性能。如中国专利申请号为02828070.9《基于光纤的腔环降光谱装置》公开了一种检测气体或液体中微量物质的装置，通过将光信号耦合进入闭合的无源光纤环、并将光纤环的部分暴露于气体或液体样品中，然后检测该闭合的无源光纤内谐振的一部分辐射的衰减情况，来推测出待测的物理量。由于从光纤环内辐射出的光信号衰减时间较短，在I微秒以内，所以需要较高速的仪器，这会导致系统的成本较高。
[0003]图2给出了现有的“腔环降”的典型结构图，包括控制处理模块I和与其连接的光源模块2、显示模块11和数据处理模块10，控制处理模块I控制光源模块2发出光信号通过2X2稱合器4稱合进光纤环5内，在光纤环5上安置有用于传感待测物理量的调制器6,2X2耦合器4的输出端接探测器一 12，探测器一 12接放大器9，放大器9后面接数据处理模块10。图3是在光纤环5上的调制器6未施加待测物理量时、以相同的间隔获取的相对光强序列图，可从原理上知道，只要取样间隔时间相同，则任意相邻两个取样值的差值是固定的；图4是光纤环5上的调制器6已施加待测物理量时、以相同的间隔获取的相对光强序列图，也可以知道只要取样间隔时间相同，则任意相邻两个取样值的差值是固定的、相同的，只是该差值与图3中的相邻两个取样值的差值是不同的，通过获取差值的不同，就可以计算出待测物理量的大小， 但目前未见采用该方法的装置。
[0004]，
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，通过采用差分放大器，降低了信号的采集难度，降低了系统的成本，精度高。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，包括控制处理模块以及与控制处理模块相接的光源模块、显示模块和数据处理模块，所述控制处理模块控制光源模块发出光信号并通过2X2耦合器耦合进光纤环内，所述光纤环上设置有用于传感待测物理量的调制器，其特征在于:所述2X2耦合器的输出端接1X2耦合器，所述1X2耦合器输出的两条光路分别接探测器一和探测器二，其中在所述1X2耦合器与探测器一之间的光路上设置有光延迟模块，所述探测器一和探测器二均与差分放大器相接，所述差分放大器还与数据处理模块相接。
[0007]上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述控制处理模块控制光源模块发出的是连续光信号。
[0008]上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述控制处理模块控制光源模块发出的是可改变频率的脉冲光信号。[0009]上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述光延迟模块为一段光纤。
[0010]上述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述1X2耦合器为平面波导型光纤分路器。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:原有的“腔环降”测试装置需要在光纤环输出的光信号需要在I微秒内多次重复捕捉数据，其对测试装置要求较高，导致成本的升高，本发明的装置将设置一个延时的差分放大的结构，检测出差分放大后输出的结果，根据该结果的大小的变化，可以计算出光纤环上待测物理量的变化，从而不需要较高的测试速度，降低了对测试装置的要求，且大幅度降低了系统成本。
[0012]下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图2为现有的“腔环降”典型实施方式的结构示意图。
[0015]图3为现有的“腔环降”测试装置在未施加待测物理量时获得的相对光强序列图。
[0016]图4为现有的“腔环降”测试装置在已施加待测物理量时获得的相对光强序列图。
[0017]附图标记说明:
[0018]I一控制处理模块；2—光源模块；3 —1X2稱合器；
[0019]4一2X2稱合器；5—光纤环；6—调制器；
[0020]7—光延迟模块；8—差分放大器；9一放大器；
[0021]10—数据处理模块；11 一显示模块；12—探测器一；
[0022]14 一探测器二。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本发明包括控制处理模块I以及与控制处理模块I相接的光源模块
2、显示模块11和数据处理模块10，所述控制处理模块I控制光源模块2发出光信号并通过2X2耦合器4耦合进光纤环5内，所述光纤环5上设置有用于传感待测物理量的调制器6，所述2X2耦合器4的输出端接1X2耦合器3，所述1X2耦合器3输出的两条光路分别接探测器一 12和探测器二 14，其中在所述1X2耦合器3与探测器一 12之间的光路上设置有光延迟模块7，所述探测器一 12和探测器二 14均与差分放大器8相接，所述差分放大器8还与数据处理模块10相接。
[0024]本实施例中，优选的，所述控制处理模块I控制光源模块2发出的是连续光信号。
[0025]本实施例中，优选的，所述控制处理模块I控制光源模块2发出的是可改变频率的脉冲光信号。
[0026]本实施例中，优选的，所述光延迟模块7为一段光纤。
[0027]本实施例中，优选的，所述1X2耦合器3为平面波导型光纤分路器。
[0028]本发明的工作原理为:本装置将设置了一个延时的差分放大的结构，检测出差分放大后输出的结果，根据该结果的大小的变化，可以计算出光纤环上待测物理量的变化，从而不需要较高的测试速度，降低了对测试装置的要求，且大幅度降低了系统成本。[0029]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，包括控制处理模块(I)以及与控制处理模块(I)相接的光源模块(2 )、显示模块(11)和数据处理模块(10 )，所述控制处理模块(I)控制光源模块(2 )发出光信号并通过2X2耦合器(4 )耦合进光纤环(5 )内，所述光纤环(5)上设置有用于传感待测物理量的调制器(6)，其特征在于:所述2X2耦合器(4)的输出端接1X2耦合器(3)，所述1X2耦合器(3)输出的两条光路分别接探测器一(12)和探测器二(14)，其中在所述1X2耦合器(3)与探测器一(12)之间的光路上设置有光延迟模块(7)，所述探测器一(12 )和探测器二( 14 )均与差分放大器(8 )相接，所述差分放大器(8 )还与数据处理模块(10)相接。
2.根据权利要求1所述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述控制处理模块(I)控制光源模块(2 )发出的是连续光信号。
3.根据权利要求1所述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述控制处理模块(I)控制光源模块(2)发出的是可改变频率的脉冲光信号。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述光延迟模块(7)为一段光纤。
5.根据权利要求1、2或3所述的基于单环形腔的差分放大的光纤传感装置，其特征在于:所述1X2耦合器(3)为平面波导型光纤分路器。
【文档编号】G01D5/26GK103791933SQ201210421908
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】杜兵 申请人:西安金和光学科技有限公司