專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器以及光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中光纖傳感器陣列的多路波長(zhǎng)復(fù)用技術(shù)，尤其是指一種多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器以及光信號(hào)傳輸?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，受光纖通信技術(shù)及光纖傳感技術(shù)的推動(dòng)，光纖加速度傳感器陣列的多路復(fù)用產(chǎn)生了多種不同的技術(shù)方案，其中波分復(fù)用技術(shù)(WDM)是解決大型光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中使用多個(gè)傳感器進(jìn)行分布式測(cè)量的一種有效方法。
光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展，波分復(fù)用和密集波分復(fù)用正逐漸成為成熟技術(shù)，光纖傳感器的波分復(fù)用技術(shù)也將從現(xiàn)在的復(fù)用數(shù)目較小、體積大的分立器件向多信道、小型化、集成化方向發(fā)展。
光纖傳感器的多路波長(zhǎng)復(fù)用就是通過(guò)單根光纖或一對(duì)光纖傳輸多路波長(zhǎng)的信號(hào)，以有效降低傳感系統(tǒng)的造價(jià)。傳統(tǒng)的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)波分復(fù)用技術(shù)往往只是在傳輸部分的始端和末端采用波分復(fù)用/解復(fù)用器件實(shí)現(xiàn)了單根光纖傳輸，在傳感網(wǎng)絡(luò)的核心部分仍然是一根光纖承載一個(gè)傳感器的信號(hào)，無(wú)法有效降低傳感網(wǎng)絡(luò)中光纖通道的使用數(shù)目，從而降低組網(wǎng)難度和組網(wǎng)代價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器以及光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，可以彈性擴(kuò)展復(fù)用數(shù)目，同時(shí)減少傳感器陣列中光纖通道的使用數(shù)目，降低組網(wǎng)難度和組網(wǎng)代價(jià)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，其特征在于，包含光上下路模塊(OADM)器件、光功率調(diào)制型光纖傳感器和光纖端面反射器件；所述0ADM器件的波長(zhǎng)下傳端口與所述光功率調(diào)制型光纖傳感器的輸入端口相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)由輸入端口進(jìn)入的多波長(zhǎng)光信號(hào)的選擇，使特定波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)入光功率調(diào)制型光纖傳感器，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的下傳；所述的光功率調(diào)制型光纖傳感器，用于將被測(cè)物理量的信息轉(zhuǎn)換為該下傳光信號(hào)的強(qiáng)度變化；所述光纖端面反射器件的輸入端口與所述光功率調(diào)制型光纖傳感器的輸出端口連接，使攜帶被測(cè)物理量信息的光信號(hào)沿原來(lái)光路返回至OADM器件的輸入端口，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的上傳；所述OADM器件的輸入端口和輸出端口作為整個(gè)傳感器單元的對(duì)外連接端口。
所述多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，其中光纖端面反射裝置位于光纖傳感器以外或者存在于光纖傳感器的內(nèi)部。
所述多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，其中光功率調(diào)制型光纖傳感器為干涉型光纖加速度傳感器。
所述多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，所述的光上下路模塊OADM器件包括光纖光柵類(lèi)型的器件或者窄帶濾光片。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于a、將特定波長(zhǎng)的光信號(hào)從多波長(zhǎng)光信號(hào)中分離；b、用該分離光信號(hào)的強(qiáng)度變化記載被測(cè)物理量的信息；c、將攜帶被測(cè)物理量信息的光信號(hào)沿原來(lái)光路返回。
所述的在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒ǎ襟Ea中采用窄帶濾光片，與該窄帶濾光片中心波長(zhǎng)匹配的信號(hào)光經(jīng)過(guò)濾光片的透射輸出端口分離下傳，其他波長(zhǎng)的光則通過(guò)窄帶濾光片的反射到輸出端口輸出，以供其他傳感器使用。
所述的在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，步驟b中采用光功率調(diào)制型光纖傳感器，將被測(cè)物理量的信息轉(zhuǎn)換為下傳光信號(hào)的強(qiáng)度變化。
所述的在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，步驟c中采用光纖端面反射器件，使攜帶被測(cè)物理量信息的光信號(hào)沿原來(lái)光路返回，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的上傳。
綜上所述，本發(fā)明利用OADM器件、光功率調(diào)制型光纖傳感器以及光纖端面反射技術(shù)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊化的多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器的新的技術(shù)方案，通過(guò)OADM器件實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選擇，通過(guò)光纖端面反射裝置將檢測(cè)信號(hào)反射回原來(lái)光路，簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)了傳感器的多波長(zhǎng)復(fù)用，并且可以彈性擴(kuò)展復(fù)用數(shù)目，同時(shí)大大減少傳感器陣列中光纖通道的使用數(shù)目，有效降低組網(wǎng)難度和組網(wǎng)代價(jià)。
本發(fā)明正是利用上述光路中光路可逆的特性，用一個(gè)OADM器件和一個(gè)光纖端面反射器件實(shí)現(xiàn)了只用一根光纖就可完成光信號(hào)的發(fā)射和接收，并且只使用了和當(dāng)前傳感器中OADM下傳波長(zhǎng)匹配的光信號(hào)，對(duì)其他波長(zhǎng)的光信號(hào)沒(méi)有任何影響。
從上面的描述中可以清楚地看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用OADM器件來(lái)獲得光纖傳感器的波長(zhǎng)復(fù)用功能，同時(shí)配合光纖端面反射器件實(shí)現(xiàn)了只用一根光纖即可完成光信號(hào)的發(fā)射和接收。本發(fā)明充分利用了光通信技術(shù)中成熟的OADM器件和光纖端面反射器件，將各個(gè)功能結(jié)構(gòu)集成在一個(gè)傳感器內(nèi)，大大降低了集成化的工藝難度和成本，實(shí)現(xiàn)了器件的小型化。
將本發(fā)明中的光纖加速度傳感器的端口1和端口2經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單級(jí)聯(lián)后，配合多波長(zhǎng)激光光源模塊，即可構(gòu)成單光纖的光纖傳感器多路復(fù)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光纖傳感器的分布式測(cè)量，組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單、可靠。


圖1是具有光上、下路功能的窄帶濾光片的示意圖。
圖2是具有波長(zhǎng)復(fù)用功能的光纖加速度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了更清楚地介紹本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，下文結(jié)合實(shí)施例、附圖來(lái)做進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1示意出當(dāng)多波長(zhǎng)信號(hào)從輸入端口1經(jīng)過(guò)透光基片400輸入窄帶濾光片100時(shí)，基于窄帶濾光片的波長(zhǎng)選擇特性，在透射輸出端口3第i個(gè)波長(zhǎng)將被輸出，同時(shí)其他波長(zhǎng)的信號(hào)通過(guò)反射端口2輸出。本發(fā)明正是基于上述窄帶濾光片的波長(zhǎng)選擇特性來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的上、下路復(fù)用。
圖2是描述具有波分復(fù)用功能的光纖加速度傳感器的工作原理圖。它是由一個(gè)窄帶濾光片100、一個(gè)干涉型光纖加速度傳感器200和兩個(gè)光纖端面反射器件300構(gòu)成。和窄帶濾光片100中心波長(zhǎng)匹配的信號(hào)光經(jīng)過(guò)濾光片的透射端口輸出3進(jìn)入干涉型光纖加速度傳感器200，其他波長(zhǎng)的光則通過(guò)濾光片的反射端口2輸出，以供其他傳感器使用。通過(guò)干涉型光纖加速度傳感器200的光信號(hào)已經(jīng)攜帶了被測(cè)物理量的信息，經(jīng)過(guò)干涉型光纖加速度傳感器末端的端面反射器件300后，沿原來(lái)光路返回，發(fā)生干涉后從窄帶濾光片100的輸入端口1回到光信號(hào)的接收端。
由圖中可見(jiàn)，窄帶濾光片100的輸入端口1和輸出端口2作為整個(gè)傳感器單元的對(duì)外連接端口1001和1002。
雖然參照上述實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，對(duì)于本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可對(duì)其形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改變。本發(fā)明意欲涵蓋所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)的各種變形。
權(quán)利要求
1.一種多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，其特征在于，包含光上下路模塊OADM器件、光功率調(diào)制型光纖傳感器和光纖端面反射器件；所述OADM器件的波長(zhǎng)下傳端口與所述光功率調(diào)制型光纖傳感器的輸入端口相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)由輸入端口進(jìn)入的多波長(zhǎng)光信號(hào)的選擇，使特定波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)入光功率調(diào)制型光纖傳感器，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的下傳；所述的光功率調(diào)制型光纖傳感器，用于將被測(cè)物理量的信息轉(zhuǎn)換為該下傳光信號(hào)的強(qiáng)度變化；所述光纖端面反射器件的輸入端口與所述光功率調(diào)制型光纖傳感器的輸出端口連接，使攜帶被測(cè)物理量信息的光信號(hào)沿原來(lái)光路返回至OADM器件的輸入端口，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的上傳；所述OADM器件的輸入端口和輸出端口作為整個(gè)傳感器單元的對(duì)外連接端口。
2.如權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，其特征在于，其中光纖端面反射裝置位于光纖傳感器以外或者存在于光纖傳感器的內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，其特征在于，其中光功率調(diào)制型光纖傳感器為干涉型光纖加速度傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，其特征在于，所述的光上下路模塊OADM器件包括光纖光柵類(lèi)型的器件或者窄帶濾光片。
5.一種在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，步驟如下a、將特定波長(zhǎng)的光信號(hào)從多波長(zhǎng)光信號(hào)中分離；b、用該分離光信號(hào)的強(qiáng)度變化記載被測(cè)物理量的信息；c、將攜帶被測(cè)物理量信息的光信號(hào)沿原來(lái)光路返回。
6.如權(quán)利要求5所述的在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，步驟a中采用窄帶濾光片，與該窄帶濾光片中心波長(zhǎng)匹配的信號(hào)光經(jīng)過(guò)濾光片的透射輸出端口分離下傳，其他波長(zhǎng)的光則通過(guò)窄帶濾光片的反射輸出端口輸出，以供其他傳感器使用。
7.如權(quán)利要求5所述的在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，步驟b中采用光功率調(diào)制型光纖傳感器，將被測(cè)物理量的信息轉(zhuǎn)換為下傳光信號(hào)的強(qiáng)度變化。
8.如權(quán)利要求5所述的在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中多波長(zhǎng)光信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，步驟c中采用光纖端面反射器件，使攜帶被測(cè)物理量信息的光信號(hào)沿原來(lái)光路返回，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的上傳。
全文摘要
一種多波長(zhǎng)復(fù)用光纖傳感器，包含光上下路模塊OADM器件、光功率調(diào)制型光纖傳感器和光纖端面反射器件；所述OADM器件的波長(zhǎng)下傳端口與所述光功率調(diào)制型光纖傳感器的輸入端口相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)由輸入端口進(jìn)入的多波長(zhǎng)光信號(hào)的選擇，使特定波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)入光功率調(diào)制型光纖傳感器，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的下傳；所述的光功率調(diào)制型光纖傳感器，用于將被測(cè)物理量的信息轉(zhuǎn)換為該下傳光信號(hào)的強(qiáng)度變化，所述光纖端面反射器件的輸入端口與所述光功率調(diào)制型光纖傳感器的輸出端口連接，使攜帶被測(cè)物理量信息的光信號(hào)沿原來(lái)光路返回至OADM器件的輸入端口，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的上傳；所述OADM器件的輸入端口和輸出端口作為整個(gè)傳感器單元的對(duì)外連接端口。
文檔編號(hào)G01P15/02GK1790440SQ20041009893
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者張松偉, 劉育梁, 李芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所