基于光子晶体光纤的1200℃分布式布里渊光纤传感器的制作方法

本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种基于光子晶体光纤的1200℃分布式布里渊光纤传感器。

背景技术：

在分布式传感技术中，基于布里渊散射的分布式光纤传感技术属于新兴的传感监测技术，由于其在温度和应变测量上所达到的优秀指标，在测量精度，测量范围以及空间分辨率上均高于其他传感技术，在传感方向上的应用十分热门，但光纤在温度达到或超过某一值时，由于掺杂离子的热扩散运动，或石英在高温下发生结晶作用等原因，其波导结构会被破坏，这一特性限制了分布式光纤传感器测量的温度上限。

目前国内外研究人员研发的高温光纤传感器，虽然精度较高，但是最高温度仅为975 ℃，而且到目前为止，大部分研究都集中在如何提高空间分辨率和温度灵敏度上，对于扩展测温范围的研究十分的稀少，因此研制出测量温度更高的高温光纤传感器具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决光纤传感器的光纤在1200℃无法长时间保持其波导结构的稳定性，而限制了高温光纤传感器的测量温度上限的问题。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：测出光子晶体光纤的高温布里渊增益谱，通过高温布里渊增益谱，根据相应函数关系，计算所测量温度，以提高分布式高温光纤传感器的测量温度上限。

所述基于光子晶体光纤的1200℃分布式布里渊光纤传感器，包括：光纤激光器、光耦合器、第一电光调制器、任意函数发生器、扰偏器、放大器、第一环形器、第二电光调制器、微波源、隔离器、待测光纤、第二环形器、光电探测器、数据采集卡和滤波器；

所述光纤激光器的输出端连接光耦合器的输入端，所述光耦合器的输出端分别连接第一电光调制器和第二电光调制器的输入端；

所述第一电光调制器的输出端连接扰偏器的输入端，所述扰偏器的输出端连接放大器的输入端，所述放大器的输出端连接第一环形器；

所述第一电光调制器的输入端还连接任意函数发生器；

所述第二电光调制器的输出端连接隔离器的输入端，所述隔离器的输出端连接待测光纤的一端，所述待测光纤的另一端依次连接第一环形器、第二环形器，所述第二环形器的一端口连接光电探测器的输入端，所述光电探测器的输出端连接数据采集卡，所述第二环形器的另一端口连接滤波器的输入端；

所述电光调制器的输入端还连接微波源。

进一步地，所述激光器的输出方式是保偏光纤输出。

进一步地，所述光耦合器的耦合比为95:5和80:20之间。

进一步地，所述滤波器为光纤光栅滤波器。

进一步地，所述基于光子晶体光纤的1200℃分布式布里渊光纤传感器还包括第一偏振控制器和第二偏振控制器，所述耦合器的输出端分别连接第一偏振控制器和第二偏振控制器，所述第一偏振控制器的输出端连接第一电光调制器的输入端，所述第二偏振控制器的输出端连接第二电光调制器的输入端。

有益效果：本实用新型微波源对探测光一阶边带进行扫频，通过对不同频率下数据采集卡采集到的数据进行分析和拟合，得到炉中光纤的布里渊频移，得出布里渊频移和温度的函数关系，通过待测光纤的布里渊频移，根据函数关系，换算成温度，从而提高分布式布里渊光纤传感器的测量温度上限。

附图说明

图1是实用新型的一种实施方式的整体结构示意图；

图2是本实用新型的另一种实施方式的整体结构示意图；

图中：1光纤激光器、2光耦合器、3第一偏振控制器、4第一电光调制器、5任意函数发生器、6扰偏器、7放大器、8第一环形器、9第二偏振控制器、10第二电光调制器、 11微波源、12隔离器、13待测光纤、14第二环形器、15光电探测器、16数据采集卡、 17滤波器。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的基于光子晶体光纤的1200 ℃分布式布里渊光纤传感器结构如图1所示，包括：包括：光纤激光器1、光耦合器2、第一电光调制器4、任意函数发生器5、扰偏器6、放大器7、第一环形器8、第二电光调制器10、微波源11、隔离器12、待测光纤13、第二环形器14、光电探测器15、数据采集卡16和滤波器17；

所述光纤激光器1的输出端连接光耦合器2的输入端，所述光耦合器2的输出端分别连接第一电光调制器4和第二电光调制器10的输入端；

所述第一电光调制器4的输出端连接扰偏器6的输入端，所述扰偏器6的输出端连接放大器7的输入端，所述放大器7的输出端连接第一环形器8；

所述第一电光调制器4的输入端还连接任意函数发生器5；

所述第二电光调制器10的输出端连接隔离器12的输入端，所述隔离器12的输出端连接待测光纤13的一端，所述待测光纤13的另一端依次连接第一环形器8、第二环形器 14，所述第二环形器14的一端口连接光电探测器15的输入端，所述光电探测器15的输出端连接数据采集卡16，所述第二环形器14的另一端口连接滤波器17的输入端；

所述电光调制器10的输入端还连接微波源11。

工作原理：

波长在1550nm附近光纤激光器1发射出的光束，经过光耦合器2分为50/50两束光，一束光作为泵浦光，另一束光作为探测光，泵浦光经过第一电光调制器4，任意函数发生器5产生电脉冲加载在第一电光调制器4上，将连续光调制成脉10ns冲光，再经过扰偏器6，使泵浦光偏振态在各个方向上的均匀，再经过放大器7将脉冲光信号进行放大，放大后的脉冲光信号通过第一环形器8注入到光子晶体光纤中；探测光经过第二电光调制器 10，通过微波源11加载在电光调制器上，使其产生上下一阶边带，再经过隔离器12，经过第一环形器8，再经过第二环形器14的2端口进入到3端口，通过滤波器17滤除掉探测光的上边带和基频，下边带光会经过光电探测器15进行数模转换，最后通过数据采集卡16被采集，再将光纤放入高温炉中，最高工作温度为1350℃，将高温炉进行升温，每改变一个温度，就将炉子内温度控制不变，控制微波源11对探测光一阶边带进行扫频，通过对不同频率下数据采集卡16采集到的数据进行分析和拟合，就可以得到炉中光纤的布里渊频移，得出布里渊频移和温度的函数关系。

具体实施方式二：本实施方式在具体实施方式一的基础上进一步限定，所述激光器1 是保偏光纤输出。

具体实施方式三：本实施方式在具体实施方式一的基础上进一步限定，所述光纤耦合器2的耦合比为95:5和80:20之间，

具体实施方式四：本实施方式在具体实施方式一的基础上进一步限定，所述滤波器 13为光纤光栅滤波器，滤出斯托克斯光。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的区别在于，如图2所示，本实施例的基于光子晶体光纤的1200℃分布式布里渊光纤传感器结构还包括第一偏振控制器3和第二偏振控制器9，所述光耦合器2的输出端分别连接第一偏振控制器3和第二偏振控制器9，所述第一偏振控制器3的输出端连接第一电光调制器4的输入端，所述第二偏振控制器9的输出端连接第二电光调制器(10)的输入端。