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1、分布式光纤传感系统 光学设计方案孙崇峰 2010/11/11 分布式光纤传感系统光学设计总体结构 光学系统结构图 光学原理分析 光学参数分析 分布式光纤传感系统光学器件的参数要求 光学器件的参数分析 光学器件的性能分析 光学器件的可靠性分析 分布式光纤传感系统光学系统的成本分析 光学器件成本 研发成本分布式光纤传纤传 感系统统光学设计设计 分布式光纤传感系统光学设计总体结构 光学系统结构图分布式光纤传纤传 感系统统 光学设计总设计总 体结结构 光学原理分析 1、激光二极管LD所产生的光脉冲(1550nm)经 过2X1耦合器1端从2端传入传感光纤中。 2、为防止后向散射光对激光器工作的影响, 在
2、激光二极管和耦合器间就考虑加一光隔 离器。 3、后向散射光经2X1耦合器的2端返回到3端 进入波分复用器。分布式光纤传纤传 感系统统 光学设计总设计总 体结结构1 光学原理分析 4、在波分复用器中将斯托克斯(1660nm)和反 斯托克斯光(1450nm)分开,分别送入两个 光电转探测器中。 5、两光电探测器APD(900nm1700nm)分别 检测出斯托克斯和反斯托克斯光的强度, 然后进行比较得到温度信息。 6、在微处理器中对数据进行处理和计算,同 时控制激光脉冲及信号采集的时序。分布式光纤传纤传 感系统统 光学设计总设计总 体结结构2 光学参数分析 光学参数设计原则: 一、激光光源的确定:
3、1、产生足够强的自发拉曼效应; 2、避免发生受激拉曼效应; 3、所选激光光波波长要兼顾灵敏度与稳定性的要 求。 二、光无源器件的确定: 1、通带的中心波长; 2、良好的隔离度; 3、通带的平坦度及谱宽。 三、光纤的确定 1、良好的拉曼散效应; 2、较小的色散; 3、较小的损耗。分布式光纤传纤传 感系统统 光学设计总设计总 体结结构3 光学器件的选择 激光二极管的确定: 1、Laser Diode型号: H1155G1S06X,Laser Component 2、主要参数: 光电二极管的确定:1、APD型号:LAPD-2000(S)-C, Chunghwa Telecom2、主要参数:分布式光纤传纤传 感系统统 光学设计总设计总 体结结构4