一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器，包括耦合器、掺铒光纤、泵浦光源、温度控制器、增益控制器和处理器，其中，所述泵浦光源FC接口通过所述掺铒光纤与所述耦合器的FC接口连接，所述温度控制器电性连接所述泵浦光源，所述增益控制器电性连接所述泵浦光源，所述处理器分别电性连接所述温度控制器和所述增益控制器，所述处理器通过所述温度控制器控制所述泵浦光源的温度，以及通过增益控制器控制通过所述泵浦光源的电流。
【专利说明】—种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及管道光纤安全预警设备领域，具体涉及一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器。
【背景技术】
[0002]现有技术中，管道光纤安全预警系统通常采用掺铒光纤放大器(Erbium DopedFiber Amplifier，简称EDFA)，它是采用掺铒离子单模光纤为增益介质，在泵浦光作用下产生粒子数反转，实现信号光的放大，所述掺铒光纤放大器包括耦合器、第一隔离器、第二隔离器、掺铒光纤、光滤波器和泵浦光源几部分组成，其中，耦合器将信号光和泵浦光源发出的泵浦光耦合当一根光纤中，并通过该光纤传输到掺铒光纤，当较弱的信号光与较强的泵浦光一起输入到掺铒光纤时，泵浦光激活掺铒光纤中的铒离子，跃迁到高能级态；在信号光的诱导下，铒离子受激辐射，跃迁到基态，产生与信号光相同的光子，实现光放大。
[0003]但是，现有的掺铒光纤放大器，采用激光原理将泵浦光的能量转化为信号光的能量，而为了抑制光反射，防止光放大器自激，往往需要在掺铒光纤前后安装所述第一隔离器和所述第二隔离器，这就导致EDFA只能进行单向信号的放大，从而存在不能进行双向光信号放大的问题，而所述管道光纤安全系统需要同时将信号光和反射光进行放大，如此，使得现有的掺铒光纤放大器与所述管道光纤安全系统的匹配度低，使得所述管道光纤安全系统的工作效率低。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器，能够同时将信号光和反射光进行放大，进而能够对光信号进行双向放大，使得所述双向光纤放大器与所述管道光纤安全系统的匹配度更高，使得所述管道光纤安全系统的工作效率得以提闻。
[0005]本实用新型实施例提供了一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器，包括耦合器、掺铒光纤、泵浦光源、温度控制器、增益控制器和处理器，其中，所述泵浦光源的FC接口通过所述掺铒光纤与所述耦合器的FC接口连接，所述温度控制器电性连接所述泵浦光源，所述增益控制器电性连接所述泵浦光源，所述处理器分别电性连接所述温度控制器和所述增益控制器，所述处理器通过所述温度控制器控制所述泵浦光源的温度，以及通过所述增益控制器控制通过所述泵浦光源的电流。
[0006]可选的，所述温度控制器包括热敏电阻和制冷器。
[0007]可选的，所述泵浦光源的FC接口通过光纤跳线与所述耦合器的FC接口连接。
[0008]可选的，所述耦合器与所述掺铒光纤熔接。
[0009]通过一个实施例或多个实施例，本实用新型具有以下有益效果或者优点:
[0010]由于本申请实施例是通过温度控制器控制泵浦光源的温度，以及通过增益控制器控制通过所述泵浦光源的电流，而且处理器能够对所述温度控制器和所述增益控制器进行调节和控制，以使得所述泵浦光源的输出功率稳定，从而实现对相干脉冲光和向后瑞利干涉光信号的同时放大，进而能够对光信号进行双向放大，使得所述双向光纤放大器与所述管道光纤安全系统的匹配度更高，从而使得所述管道光纤安全系统的工作效率得以提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本申请实施例中双向光纤放大器的结构图；
[0012]图2为本申请实施例中双向光纤放大器的原理结构图；
[0013]图3为本申请实施例的双向光纤放大器使用在管道光纤安全预警系统中时的信号曲线图。
[0014]图中有关附图标记如下:
[0015]10—耦合器，11一一掺铒光纤，12—泵浦光源，13——温度控制器，14——增益控制器，15-处理器,20-第一信号,21-第二信号。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型提供了一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器，能够同时将信号光和反射光进行放大，进而能够对光信号进行双向放大，使得所述双向光纤放大器与所述管道光纤安全系统的匹配度更高，使得所述管道光纤安全系统的工作效率得以提闻。
[0017]下面具体结合附图对本申请的装置结构进行详细的描述，具体如下所述。
[0018]提供了一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器，参见图1，包括耦合器10、掺铒光纤11、泵浦光源12、温度控制器13、增益控制器14和处理器15，其中，泵浦光源12的FC接口通过掺铒光纤11与耦合器10的FC接口连接，温度控制器13电性连接泵浦光源12，增益控制器14电性连接泵浦光源23，处理器15分别电性连接温度控制器13和增益控制器14，处理器15通过温度控制器13控制泵浦光源12的温度，以及通过增益控制器14控制通过泵浦光源12的电流。
[0019]其中，耦合器10可以采用980/1550nm耦合器，损耗小于0.ldB，隔离度大于20 dB，
率禹合器10将输入信号光和泵浦光源12输出的泵浦光稱合到光纤中，并将稱合后的信号光送至掺铒光纤11中。
[0020]具体的，掺铒光纤11可以采用EDFC-980低掺杂光纤，掺铒光纤11的长度根据实际情况进行设定，例如可以为8m、10m、20m等，当较弱的信号光与较强的泵浦光一起输入到掺铒光纤11时，泵浦光激活掺铒光纤11中的铒离子，跃迁到高能级态；在信号光的诱导下，铒离子受激辐射，跃迁到基态，产生与信号光相同的光子，实现光放大。
[0021 ] 具体的，泵浦光源12可以采用了 LC94ZH型号光源，波长可以为980nm，泵浦激光前向发射，泵浦光激活掺铒光纤11中的铒离子，跃迁到高能级态；在信号光的诱导下，铒离子受激福射，跃迁到基态，产生与信号光相同的光子，实现光放大。
[0022]具体的，温度控制器13具体可以为集成电路，例如可以采用凌云公司生产的AN8800型号的集成电路，温度控制器13里集成了热敏电阻和制冷器，当泵浦光源12的温度升高时，所述热敏电阻阻值下降，开启所述制冷器给泵浦光源12降温，而当所述热敏电阻值变大时，开启所述制冷器给泵浦光源12升温，通过上述操作，温度控制器13可以始终保持泵浦光源12的温度为一恒定值，温度变化范围不超过0.1°C。
[0023]具体的，增益控制器14具体可以为集成电路，可以采用凌云公司生产的AGC7600型号的集成电路，增益控制器14控制泵浦光源12处于电流恒定的状态，从而保证了泵浦光源12的输出光功率恒定。
[0024]具体的，处理器15具体可以为处理芯片、单片机和微控制器，例如可以采用德州仪器的MSP430型号的微控制器，对温度控制器13和增益控制器14进行调节和控制，以确保泵浦光源12的输出功率稳定，从而实现对相干脉冲光和向后瑞利干涉光信号的同时放大。
[0025]本实用新型的光电原理具体为:参见图2，泵浦光源12的FC接口通过光纤跳线与耦合器10的FC接口连接，将泵浦光输入至耦合器10，耦合器10与掺铒光纤11采用熔接的方式连接，且温度控制器13通过DAC接口接收泵浦光源12的温度信息，而后通过PWM端口对其进行温度控制，增益控制器14则通过自身的DAC端口实现对泵浦光源12的电流控制，微控制器通过TXD、RXD端口实现对增益控制器14和温度控制器13的控制，通过Pl.1端口实现对泵浦光源12的控制。
[0026]在实际应用过程中，本申请实施例首先采用温度控制器13实现了对泵浦光源12的温度控制，增益控制器14里集成了热敏电阻和制冷器，当泵浦光源12的温度升高时，所述热敏电阻阻值下降，所述制冷器开始给泵浦光源12降温，而当所述热敏电阻值变大时，所述制冷器开始给泵浦光源12升温，通过上述操作，温度控制器13可以始终保持泵浦光源的温度为一恒定值，温度变化范围不超过0.10C ;进一步的，采用了增益控制器14实现了对泵浦光源12的功率控制，增益控制器14控制泵浦光源12处于电流恒定的状态，从而保证了泵浦光源12的输出光功率恒定，最后，采用微控制器，实现对泵浦光源12、增益控制器14和温度控制器13的调节和控制，最终保证了泵浦光源12的输出功率稳定，从而实现对相干脉冲光和向后瑞利干涉光信号的同时放大。
[0027]在实际应用过程中，参见图3，将本实用新型光纤放大器安装在基于相干瑞利的管道光纤安全实时监测预警系统中，应用效果图中具有两段相似的波形信号，其中，第一信号20为管道光纤安全警系统监测的原始信号，第二信号21为安装了本实用新型光纤放大器后，管道光纤安全预警系统测到的信号曲线，通过比对第一信号20和第二信号21的强度，可以明确可知，使用本实用新型的光纤放大器后，第二信号21的强度明显要比第一信号20的强度高。
[0028]通过一个实施例或多个实施例，本实用新型具有以下有益效果或者优点:
[0029]由于本申请实施例是通过温度控制器控制泵浦光源的温度，以及通过增益控制器控制通过所述泵浦光源的电流，而且处理器能够对所述温度控制器和所述增益控制器进行调节和控制，以使得所述泵浦光源的输出功率稳定，从而实现对相干脉冲光和向后瑞利干涉光信号的同时放大，进而能够对光信号进行双向放大，使得所述双向光纤放大器与所述管道光纤安全系统的匹配度更高，从而使得所述管道光纤安全系统的工作效率得以提高。
[0030]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制与本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种用于管道光纤安全预警系统的双向光纤放大器，其特征在于，包括耦合器、掺铒光纤、泵浦光源、温度控制器、增益控制器和处理器，其中，所述泵浦光源的FC接口通过所述掺铒光纤与所述耦合器的FC接口连接，所述温度控制器电性连接所述泵浦光源，所述增益控制器电性连接所述泵浦光源，所述处理器分别电性连接所述温度控制器和所述增益控制器，所述处理器通过所述温度控制器控制所述泵浦光源的温度，以及通过所述增益控制器控制通过所述泵浦光源的电流。
2.如权利要求1所述的光纤放大器，其特征在于，所述温度控制器包括热敏电阻和制冷器。
3.如权利要求2所述的光纤放大器，其特征在于，所述泵浦光源的FC接口通过光纤跳线与所述耦合器的FC接口连接。
4.如权利要求3所述的光纤放大器，其特征在于，所述耦合器与所述掺铒光纤熔接。
【文档编号】H01S3/067GK204118464SQ201420600015
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】周琰, 谭东杰, 马云宾, 孙巍, 刘路, 孟佳, 蔡永军, 邱红辉, 田孝忠, 孙海东 申请人:中国石油天然气股份有限公司