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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感系统光学设计•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感系统光学设计总体结构–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。分布式光纤传感系统光学设计总体结构‘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(900nm－1700nm)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。分布式光纤传感系统光学设计总体结构‘2–光学参数分析光学参数设计原则：一、激光光源的确定：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。分布式光纤传感系统光学设计总体结构‘3–光学器件的选择•激光二极管的确定：1、LaserDiode型号:H1155G1S06X，LaserComponent2、主要参数：•光电二极管的确定：1、APD型号：LAPD-2000(S)-C,ChunghwaTelecom2、主要参数：分布式光纤传感系统光学设计总体结构‘4