一种基于拉曼放大的长距离分布式光纤测温系统的制作方法

本技术提供一种基于拉曼放大的长距离分布式光纤测温系统，属于长距离分布式光纤测温系统。

背景技术：

1、分布式光纤拉曼温度传感网络中光纤既是传输介质又是传感介质，不存在检测盲区，能实现长距离的全光纤长度（空间分布状态和时间变化信息）连续测量，具有温度监测范围大、本质安全、抗电磁干扰等特点，特别适用于桥梁、大坝、建筑等大型土木工程，输油、输气等石油化工工程，输电、变电等电力工业工程及其它大尺度、长距离、高危险、恶劣环境领域。

2、由于光纤的非线性，激光在光纤内传输过程中与光纤介质分子碰撞会产生背向斯托克斯和反斯托克斯拉曼散射光，其中背向反斯托克斯拉曼散射光的一些特性与温度有关，只要测得背向反斯托克斯拉曼散射光，便可根据背向反斯托克斯拉曼散射光中包含的温度信息计算出该散射点的温度值，再通过光时域反射技术确定散射点的位置，就可以准确地测量出光纤上各个点的温度情况，实现对光纤沿线温度场的分布式测量。

3、但是目前使用的分布式光纤测温系统中，由于受激光器脉宽、重复频率等参数的限制，无法实现高空间分辨率检测的同时又能保持长距离的温度传感检测。

技术实现思路

1、本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于拉曼放大的长距离分布式光纤测温系统硬件结构的改进。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于拉曼放大的长距离分布式光纤测温系统，包括混沌激光产生传输模块、拉曼放大模块、光纤温度检测模块，所述混沌激光产生传输模块包括：第一半导体激光器、第一偏振控制器、第一环形器、第一光纤耦合器、第二偏振控制器、可调光衰减器、第二光纤耦合器、第二半导体激光器、第一隔离器、第三偏振控制器、第二隔离器、第三光纤耦合器、第二环形器、延迟光纤、光电探测器、传感光纤，所述混沌激光产生传输模块内部的结构为：

3、所述第一半导体激光器的输出端与第一偏振控制器的输入端相连，所述第一偏振控制器的输出端与第一环形器的b端口相连，所述第一环形器的c端口与第二光纤耦合器的输入端相连；

4、所述第二光纤耦合器的输出a端口通过可调光衰减器与第二偏振控制器的输入端相连，所述第二偏振控制器的输出端与第一光纤耦合器的输入b端口相连，所述第一光纤耦合器的输出端与第一环形器的a端口相连；

5、所述第二半导体激光器的输出端通过第一隔离器与第三偏振控制器的输入端相连，所述第三偏振控制器的输出端与第一光纤耦合器的输入a端口相连；

6、所述第二光纤耦合器的输出b端口通过第二隔离器与第三光纤耦合器的输入端相连；

7、所述第三光纤耦合器的输出a端口通过延迟光纤与光电探测器的输入a端口相连，所述第三光纤耦合器的输出b端口与第二环形器的a端口相连，所述第二环形器的b端口与传感光纤的首端相连；

8、所述拉曼放大模块包括第三隔离器和泵浦激光器，所述拉曼放大模块内部的结构为：

9、所述泵浦激光器的输出端通过第三隔离器与传感光纤的末端相连；

10、所述光纤温度检测模块包括窄带光纤光栅滤波器、波分复用器、数据采集卡、处理器，所述光纤温度检测模块内部的结构为：

11、所述第二环形器的c端口通过窄带光纤光栅滤波器与波分复用器的输入端相连，所述波分复用器的输出a端口与光电探测器的b端口相连，所述波分复用器的输出b端口与光电探测器的c端口相连；

12、所述光电探测器的输出端通过数据采集卡与处理器的输入端相连。

13、本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提出的一种结合混沌激光与反向拉曼放大技术的分布式光纤测温系统，通过利用泵浦激光对混沌激光的分布式放大作用，使系统的信噪比得到了实质性的提高，由于混沌激光在长距离传输中的损耗很大，可以利用光纤末端的泵浦激光器来放大混沌激光，补偿混沌激光长距离传输中的损耗，尤其是在传感光纤的后段，泵浦激光器放大混沌激光的作用更为显著，使得传感光纤后段部分的拉曼散射光强度增加，最终实现信噪比的大幅提升和超长距离的分布式温度传感检测目的。

技术特征：

1.一种基于拉曼放大的长距离分布式光纤测温系统，包括混沌激光产生传输模块、拉曼放大模块、光纤温度检测模块，其特征在于：所述混沌激光产生传输模块包括：第一半导体激光器（1）、第一偏振控制器（2）、第一环形器（3）、第一光纤耦合器（4）、第二偏振控制器（5）、可调光衰减器（6）、第二光纤耦合器（7）、第二半导体激光器（8）、第一隔离器（9）、第三偏振控制器（10）、第二隔离器（11）、第三光纤耦合器（12）、第二环形器（13）、延迟光纤（14）、光电探测器（15）、传感光纤（16），所述混沌激光产生传输模块内部的结构为：

技术总结
本技术提供一种基于拉曼放大的长距离分布式光纤测温系统，属于长距离分布式光纤测温系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于拉曼放大的长距离分布式光纤测温系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括混沌激光产生传输模块、拉曼放大模块、光纤温度检测模块，混沌激光产生传输模块内部的结构为：第一半导体激光器的输出端与第一偏振控制器的输入端相连，所述第一偏振控制器的输出端与第一环形器的b端口相连，所述第一环形器的c端口与第二光纤耦合器的输入端相连；所述第二光纤耦合器的输出a端口通过可调光衰减器与第二偏振控制器的输入端相连；本技术应用于长距离测温。

技术研发人员：范雄震,刘宝义
受保护的技术使用者：山西智感光线科技有限公司
技术研发日：20230906
技术公布日：2024/3/24