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： 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