低成本环形腔的光纤传感装置及工作步骤的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种低成本环形腔的光纤传感装置，包括控制处理模块，和与之连接的光源模块和探测模块，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，在光纤环上安置有光放大器和光可变衰减器，光可变衰减器接控制处理模块连接，2X2耦合器的一支出口接探测模块。通过监测维持光信号在光纤环内维持稳定循环的、光可变衰减器衰减值的大小来确定待测物理量的大小。本装置成本低、精度高。
【专利说明】低成本环形腔的光纤传感装置及工作步骤
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光纤传感装置，具体的说是一种基于环形谐振腔的、低成本的光纤传感装置，以及该装置的工作步骤。
【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02828070.9《基于光纤的腔环降光谱装置》中给出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。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于环形谐振腔的、低成本的光纤传感装置，其结构简单、成本低、精度高。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种低成本环形腔的光纤传感装置，其特征在于:包括控制处理模块1，和与之连接的光源模块2和探测模块3，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5耦合进光纤环4内，在光纤环4上安置有光放大器7和光可变衰减器6，光可变衰减器6接控制处理模块I连接，2X2耦合器5的一支出口接探测模块3。
[0005]所述的光放大器7是掺铒光纤放大器或拉曼光纤放大器。
[0006]光可变衰减器6是全光纤可变衰减器。
[0007]其工作步骤是:光源模块2每隔固定的时间间隔就发出的光信号耦合进入光纤环4，光源模块2发出的光信号耦合进入光纤环4，通过探测模块3捕获的2X2耦合器5耦合出的光信号计算出光信号在光纤环4内维持的时间，光放大器7对光信号4内的光信号以固定的倍率放大，并维持该光信号在光纤环内的循环，当光纤环4上未施加待测物理量时，调节光可变衰减器使光信号在光纤环内循环的时间为一稳定值，如I秒或大于I秒的某个数值，这时记录下对应的光可变衰减器6的衰减值为初始衰减值,实际中所述的维持光纤环4内光信号的稳定循环可能是光信号在该光纤环4循环持续的时间为I秒或I秒以上，现有的一般的光纤环4内光信号一般只能维持I微秒以下的时间。当在光纤环4上施加有物理量时，则由于衰减的原因，光信号不能持续在光纤环4内的稳定，这时再次控制处理模块I通过调节光可变衰减器6的衰减值、使在光纤环4内循环的光信号维持稳定，并记录下此时的光可变衰减器6的衰减值，该值与初始衰减值和事先标定的与物理量对应的衰减值比对计算后，可得出待测物理量的大小。
[0008]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I微秒内捕捉较多的数据，其对测试装置要求较高，导致成本的升高，本发明的装置将待测物理量的变化与光可变衰减器6的衰减值相对应，从而不需要较高的测试速度，降低了对测试装置的要求，使本发明的系统成本大幅度降低。
[0009]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明【具体实施方式】的结构示意图。
[0011]附图标记说明:
I一控制处理模块；2—光源模块；3—探测模块；4一光纤环；5 —2X2稱合器；6—光可变衰减器；7—光放大器。
【具体实施方式】实施例
[0012]如图1所示的一种低成本环形腔的光纤传感装置，其特征在于:包括控制处理模块1，和与之连接的光源模块2和探测模块3，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5耦合进光纤环4内，在光纤环4上安置有光放大器7和光可变衰减器6，光可变衰减器6接控制处理模块I连接，2X2耦合器5的一支出口接探测模块3。
[0013]其工作步骤是:光源模块2每隔固定的时间间隔就发出的光信号耦合进入光纤环4，光源模块2发出的光信号耦合进入光纤环4，通过探测模块3捕获的2X2耦合器5耦合出的光信号计算出光信号在光纤环4内维持的时间，光放大器7对光信号4内的光信号以固定的倍率放大，并维持该光信号在光纤环内的循环，当光纤环4上未施加待测物理量时，调节光可变衰减器使光信号在光纤环内循环的时间为一稳定值，如I秒或大于I秒的某个数值，这时记录下对应的光可变衰减器6的衰减值为初始衰减值,实际中所述的维持光纤环4内光信号的稳定循环可能是光信号在该光纤环4循环持续的时间为I秒或I秒以上，现有的一般的光纤环4内光信号一般只能维持I微秒以下的时间。当在光纤环4上施加有物理量时，则由于衰减的原因，光信号不能持续在光纤环4内的稳定，这时再次控制处理模块I通过调节光可变衰减器6的衰减值、使在光纤环4内循环的光信号维持稳定，并记录下此时的光可变衰减器6的衰减值，该值与初始衰减值和事先标定的与物理量对应的衰减值比对计算后，可得出待测物理量的大小。
[0014]优选的，所述的光放大器7是掺铒光纤放大器或拉曼光纤放大器。
[0015]优选的，光可变衰减器6是全光纤可变衰减器。
[0016]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化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种低成本环形腔的光纤传感装置，其特征在于:包括控制处理模块(I)，和与之连接的光源模块(2)和探测模块(3)，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(5 )耦合进光纤环(4 )内，在光纤环(4 )上安置有光放大器(7 )和光可变衰减器(6)，光可变衰减器(6)接控制处理模块(I)连接，2X2耦合器(5)的一支出口接探测模块(3)。
2.根据权利要求1所述的低成本环形腔的光纤传感装置，其特征在于:所述的光放大器(7)是掺铒光纤放大器或拉曼光纤放大器。
3.根据权利要求1所述的低成本环形腔的光纤传感装置，其特征在于:光可变衰减器(6)是全光纤可变衰减器。
4.一种低成本环形腔的光纤传感装置的工作步骤，其特征在于:其步骤是:光源模块(2)每隔固定的时间间隔就发出的光信号耦合进入光纤环(4)，光源模块(2)发出的光信号耦合进入光纤环(4)，通过探测模块(3)捕获的2X2耦合器(5)耦合出的光信号计算出光信号在光纤环(4)内维持的时间，光放大器(7)对光信号(4)内的光信号以固定的倍率放大，并维持该光信号在光纤环内的循环，当光纤环(4)上未施加待测物理量时，调节光可变衰减器使光信号在光纤环内循环的时间为一稳定值，这时记录下对应的光可变衰减器(6)的衰减值为初始衰减值；当在光纤环(4)上施加有物理量时，则由于衰减的原因，光信号不能持续在光纤环(4)内的稳定，这时再次控制处理模块(I)通过调节光可变衰减器(6)的衰减值、使在光纤环(4)内循环的光信号维持稳定，并记录下此时的光可变衰减器(6)的衰减值，该值与初始衰减值和事先标定的与物理量对应的衰减值比对计算后，可得出待测物理量的大小。
【文档编号】G01N21/55GK103837503SQ201210483004
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】杜兵 申请人:西安金和光学科技有限公司