一种用于光纤传感解调的相干接收模块的制作方法

1.本实用新型涉及相干接收模块的技术领域，具体为一种用于光纤传感解调的相干接收模块。


背景技术：

2.近年来由于光纤传感技术具有本质安全、监测距离长、抗电磁干扰、耐腐蚀及可在线监测等优势，已广泛应用于军事、国防、航天航空、工矿企业、建筑健康监测等领域，目前已经出现了光纤光栅测定仪、分布式光纤测温仪、分布式光纤测振仪、分布式光纤应变监测系统等大量的光纤传感设备，但这些设备在使用时都需要将光纤传输的光信号接收并转换为电信号，即实现光纤传感信号解调。
3.目前光纤传感信号接收方法主要包括直接接收和相干接收两种，直接接收模块结构简单，但受限于光纤传感信号功率微弱，接收模块灵敏度较低，且该方法对光信号偏振一致性要求更高，与直接接收模块相比，相干接收技术通过本振光和信号光进行拍频后实现信号解调，其噪声更低、信噪比更高、精度更高，应用较为广泛。但是光信号在光纤中传输时受传输路径和环境条件变化的影响，偏振态对光信号的传输特性影响较大，在相干接收端造成时延，进而影响接收模块的性能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于光纤传感解调的相干接收模块，以解决上述背景技术中提出的现有的光信号在光纤中传输时受传输路径和环境条件变化的影响，偏振态对光信号的传输特性影响较大，在相干接收端造成时延，进而影响接收模块的性能的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于光纤传感解调的相干接收模块，包括入射光信号、外部参考光信号和供电及控制电路，所述入射光信号与偏振分束器的入射端连接，所述外部参考光信号与光纤耦合器的输入端连接，所述偏振分束器的x和y两个输出端分别与两个双偏振度光混频器的输入端连接，所述光纤耦合器的两个输出端分别与两个双偏振度光混频器的另一个输入端连接，两个所述双偏振度光混频器的输出端与四个平衡光电探测器的输入端连接，四个所述平衡光电探测器的输出端与四个低噪声放大电路的输入端连接。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述入射光信号和外部参考光信号的光纤输入接口为fc/apc。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述平衡光电探测器的电信号输出端口由sma型连接器输出。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，四个所述低噪声放大电路的带宽分别为m10mhz、200mhz、500mhz和1ghz。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述供电及控制电路的供电电压为dc5v。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型采用偏振分束器将入射光信号分为x和y两束偏振态正交的光信号，有效解决光纤传感系统偏振衰落导致的信号丢失问题，增加了针对10mhz、200mhz、500mhz和1ghz四种工作带宽的多级超低噪声跨阻放大器，可以实现最大可以达到5vpp的信号输出，具有高增益、高线性度、高共模抑制比、交流耦合输出、增益平坦等优势。
附图说明
12.图1为本实用新型整体的结构示意图。
13.图中：1、入射光信号；2、外部参考光信号；3、偏振分束器；4、光纤耦合器；5、双偏振90度光混频器；6、平衡光电探测器；7、低噪声放大电路；8、供电及控制电路。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.请参阅图1，本实用新型提供了一种用于光纤传感解调的相干接收模块，包括入射光信号1、外部参考光信号2和供电及控制电路8，入射光信号1与偏振分束器3的入射端连接，外部参考光信号2与光纤耦合器4的输入端连接，偏振分束器3的x和y两个输出端分别与两个双偏振90度光混频器5的输入端连接，光纤耦合器4的两个输出端分别与两个双偏振90度光混频器5的另一个输入端连接，两个双偏振90度光混频器5的输出端与四个平衡光电探测器6的输入端连接，四个平衡光电探测器6的输出端与四个低噪声放大电路7的输入端连接。
16.优选的，入射光信号1和外部参考光信号2的光纤输入接口为fc/apc。
17.优选的，平衡光电探测器6的电信号输出端口由sma型连接器输出。
18.优选的，四个低噪声放大电路7的带宽分别为10mhz、200mhz、500mhz和1ghz，可以实现最大可以达到5vpp的信号输出，具有高增益、高线性度、高共模抑制比、交流耦合输出、增益平坦等优势。
19.优选的，供电及控制电路8的供电电压为dc5v。
20.具体使用时，将入射光信号1与偏振分束器3的入射端连接，外部参考光信号2与光纤耦合器4的输入端连接，偏振分束器3的x和y两个输出端分别与两个双偏振90度光混频器5的输入端连接，光纤耦合器4的两个输出端分别与两个双偏振90度光混频器5的另一个输入端连接，两个双偏振90度光混频器5的输出端与四个平衡光电探测器6的输入端连接，平衡光电探测器6的输出端与低噪声放大电路7的输入端连接，入射光信号1经过偏振分束器3分为x和y两束偏振态正交的光信号，外部参考光信号2经过光纤耦合器4分为光功率相等的两束参考光信号，x和y两束偏振态正交的光信号分别与光功率相等的两束参考光信号在两个性能一致的双偏振90度光混频器5中进行相干混频，实现入射光信号解调，有效解决光纤传感系统偏振衰落导致的信号丢失问题，之后由四个平衡光电探测器6转换为电信号，并经低噪声放大电路7放大后输出，由供电及控制电路8提供电dc5v的电压，低噪声放大电路7的
带宽有10mhz、200mhz、500mhz和1ghz，可以实现最大可以达到5vpp的信号输出，具有高增益、高线性度、高共模抑制比、交流耦合输出、增益平坦等优势。
21.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于光纤传感解调的相干接收模块，包括入射光信号(1)、外部参考光信号(2)和供电及控制电路(8)，其特征在于：所述入射光信号(1)与偏振分束器(3)的入射端连接，所述外部参考光信号(2)与光纤耦合器(4)的输入端连接，所述偏振分束器(3)的x和y两个输出端分别与两个双偏振90度光混频器(5)的输入端连接，所述光纤耦合器(4)的两个输出端分别与两个双偏振90度光混频器(5)的另一个输入端连接，两个所述双偏振90度光混频器(5)的输出端与四个平衡光电探测器(6)的输入端连接，四个所述平衡光电探测器(6)的输出端与四个低噪声放大电路(7)的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种用于光纤传感解调的相干接收模块，其特征在于：所述入射光信号(1)和外部参考光信号(2)的光纤输入接口为fc/apc。3.根据权利要求1所述的一种用于光纤传感解调的相干接收模块，其特征在于：所述平衡光电探测器(6)的电信号输出端口由sma型连接器输出。4.根据权利要求1所述的一种用于光纤传感解调的相干接收模块，其特征在于：四个所述低噪声放大电路(7)的带宽分别为10mhz、200mhz、500mhz和1ghz。5.根据权利要求1所述的一种用于光纤传感解调的相干接收模块，其特征在于：所述供电及控制电路(8)的供电电压为dc5v。

技术总结
本实用新型公开了一种用于光纤传感解调的相干接收模块，包括入射光信号、外部参考光信号和供电及控制电路外部参考光信号与光纤耦合器的输入端连接，偏振分束器的X和Y两个输出端分别与两个双偏振度光混频器的输入端连接，光纤耦合器的两个输出端分别与两个双偏振度光混频器的另一个输入端连接，两个双偏振度光混频器的输出端与四个平衡光电探测器的输入端连接，平衡光电探测器的输出端与低噪声放大电路的输入端连接，本实用新型有效解决光纤传感系统偏振衰落导致的信号丢失问题，可以实现最大可以达到5Vpp的信号输出，具有高增益、高线性度、高共模抑制比、交流耦合输出、增益平坦等优势。坦等优势。坦等优势。


技术研发人员：李东风 任瑞飞 王修会
受保护的技术使用者：北京科扬光电技术有限公司
技术研发日：2021.05.19
技术公布日：2021/11/14