专利名称：一种多波长复用光纤传感器以及光信号传输的方法
技术领域：
本发明设计一种在光纤传感网络中光纤传感器阵列的多路波长复用技术，尤其是指一种多波长复用光纤传感器以及光信号传输的方法。
背景技术：
经过20多年的发展，受光纤通信技术及光纤传感技术的推动，光纤加速度传感器阵列的多路复用产生了多种不同的技术方案，其中波分复用技术(WDM)是解决大型光纤传感网络中使用多个传感器进行分布式测量的一种有效方法。
光纤通信技术的迅速发展，波分复用和密集波分复用正逐渐成为成熟技术，光纤传感器的波分复用技术也将从现在的复用数目较小、体积大的分立器件向多信道、小型化、集成化方向发展。
光纤传感器的多路波长复用就是通过单根光纤或一对光纤传输多路波长的信号，以有效降低传感系统的造价。传统的光纤传感网络波分复用技术往往只是在传输部分的始端和末端采用波分复用/解复用器件实现了单根光纤传输，在传感网络的核心部分仍然是一根光纤承载一个传感器的信号，无法有效降低传感网络中光纤通道的使用数目，从而降低组网难度和组网代价。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多波长复用光纤传感器以及光信号传输的方法，可以弹性扩展复用数目，同时减少传感器阵列中光纤通道的使用数目，降低组网难度和组网代价。
为实现上述目的，本发明提供的多波长复用光纤传感器，其特征在于，包含光上下路�？�(OADM)器件、光功率调制型光纤传感器和光纤端面反射器件；所述0ADM器件的波长下传端口与所述光功率调制型光纤传感器的输入端口相连，实现对由输入端口进入的多波长光信号的选择，使特定波长的光信号进入光功率调制型光纤传感器，实现光信号的下传；所述的光功率调制型光纤传感器，用于将被测物理量的信息转换为该下传光信号的强度变化；所述光纤端面反射器件的输入端口与所述光功率调制型光纤传感器的输出端口连接，使携带被测物理量信息的光信号沿原来光路返回至OADM器件的输入端口，实现光信号的上传；所述OADM器件的输入端口和输出端口作为整个传感器单元的对外连接端口。
所述多波长复用光纤传感器，其中光纤端面反射装置位于光纤传感器以外或者存在于光纤传感器的内部。
所述多波长复用光纤传感器，其中光功率调制型光纤传感器为干涉型光纤加速度传感器。
所述多波长复用光纤传感器，所述的光上下路模块OADM器件包括光纤光栅类型的器件或者窄带滤光片。
为实现上述目的，本发明还提供一种在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，其特征在于a、将特定波长的光信号从多波长光信号中分离；b、用该分离光信号的强度变化记载被测物理量的信息；c、将携带被测物理量信息的光信号沿原来光路返回。
所述的在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，步骤a中采用窄带滤光片，与该窄带滤光片中心波长匹配的信号光经过滤光片的透射输出端口分离下传，其他波长的光则通过窄带滤光片的反射到输出端口输出，以供其他传感器使用。
所述的在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，步骤b中采用光功率调制型光纤传感器，将被测物理量的信息转换为下传光信号的强度变化。
所述的在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，步骤c中采用光纤端面反射器件，使携带被测物理量信息的光信号沿原来光路返回，实现光信号的上传。
综上所述，本发明利用OADM器件、光功率调制型光纤传感器以及光纤端面反射技术组合来实现�？榛亩嗖ǔじ从霉庀舜衅鞯男碌募际醴桨福ü齇ADM器件实现波长选择，通过光纤端面反射装置将检测信号反射回原来光路，简单有效的实现了传感器的多波长复用，并且可以弹性扩展复用数目，同时大大减少传感器阵列中光纤通道的使用数目，有效降低组网难度和组网代价。
本发明正是利用上述光路中光路可逆的特性，用一个OADM器件和一个光纤端面反射器件实现了只用一根光纤就可完成光信号的发射和接收，并且只使用了和当前传感器中OADM下传波长匹配的光信号，对其他波长的光信号没有任何影响。
从上面的描述中可以清楚地看出，本发明实现了利用OADM器件来获得光纤传感器的波长复用功能，同时配合光纤端面反射器件实现了只用一根光纤即可完成光信号的发射和接收。本发明充分利用了光通信技术中成熟的OADM器件和光纤端面反射器件，将各个功能结构集成在一个传感器内，大大降低了集成化的工艺难度和成本，实现了器件的小型化。
将本发明中的光纤加速度传感器的端口1和端口2经过简单级联后，配合多波长激光光源�？椋纯晒钩傻ス庀说墓庀舜衅鞫嗦犯从孟低常迪止庀舜衅鞯姆植际讲饬浚橥绞郊虻�、可靠。
图1是具有光上、下路功能的窄带滤光片的示意图。
图2是具有波长复用功能的光纤加速度传感器结构示意图。
具体实施例方式
为了更清楚地介绍本发明的目的和优点，下文结合实施例、附图来做进一步的说明。
图1示意出当多波长信号从输入端口1经过透光基片400输入窄带滤光片100时，基于窄带滤光片的波长选择特性，在透射输出端口3第i个波长将被输出，同时其他波长的信号通过反射端口2输出。本发明正是基于上述窄带滤光片的波长选择特性来实现光信号的上、下路复用。
图2是描述具有波分复用功能的光纤加速度传感器的工作原理图。它是由一个窄带滤光片100、一个干涉型光纤加速度传感器200和两个光纤端面反射器件300构成。和窄带滤光片100中心波长匹配的信号光经过滤光片的透射端口输出3进入干涉型光纤加速度传感器200，其他波长的光则通过滤光片的反射端口2输出，以供其他传感器使用。通过干涉型光纤加速度传感器200的光信号已经携带了被测物理量的信息，经过干涉型光纤加速度传感器末端的端面反射器件300后，沿原来光路返回，发生干涉后从窄带滤光片100的输入端口1回到光信号的接收端。
由图中可见，窄带滤光片100的输入端口1和输出端口2作为整个传感器单元的对外连接端口1001和1002。
虽然参照上述实施例详细地描述了本发明，但是应该理解本发明并不限于所公开的实施例，对于本专业领域的技术人员来说，可对其形式和细节进行各种改变。本发明意欲涵盖所附权利要求书的精神和范围内的各种变形。
权利要求
1.一种多波长复用光纤传感器，其特征在于，包含光上下路�？镺ADM器件、光功率调制型光纤传感器和光纤端面反射器件；所述OADM器件的波长下传端口与所述光功率调制型光纤传感器的输入端口相连，实现对由输入端口进入的多波长光信号的选择，使特定波长的光信号进入光功率调制型光纤传感器，实现光信号的下传；所述的光功率调制型光纤传感器，用于将被测物理量的信息转换为该下传光信号的强度变化；所述光纤端面反射器件的输入端口与所述光功率调制型光纤传感器的输出端口连接，使携带被测物理量信息的光信号沿原来光路返回至OADM器件的输入端口，实现光信号的上传；所述OADM器件的输入端口和输出端口作为整个传感器单元的对外连接端口。
2.如权利要求1所述的多波长复用光纤传感器，其特征在于，其中光纤端面反射装置位于光纤传感器以外或者存在于光纤传感器的内部。
3.如权利要求1所述的多波长复用光纤传感器，其特征在于，其中光功率调制型光纤传感器为干涉型光纤加速度传感器。
4.如权利要求1所述的多波长复用光纤传感器，其特征在于，所述的光上下路�？镺ADM器件包括光纤光栅类型的器件或者窄带滤光片。
5.一种在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，其特征在于，步骤如下a、将特定波长的光信号从多波长光信号中分离；b、用该分离光信号的强度变化记载被测物理量的信息；c、将携带被测物理量信息的光信号沿原来光路返回。
6.如权利要求5所述的在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，其特征在于，步骤a中采用窄带滤光片，与该窄带滤光片中心波长匹配的信号光经过滤光片的透射输出端口分离下传，其他波长的光则通过窄带滤光片的反射输出端口输出，以供其他传感器使用。
7.如权利要求5所述的在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，其特征在于，步骤b中采用光功率调制型光纤传感器，将被测物理量的信息转换为下传光信号的强度变化。
8.如权利要求5所述的在光纤传感网络中多波长光信号传输的方法，其特征在于，步骤c中采用光纤端面反射器件，使携带被测物理量信息的光信号沿原来光路返回，实现光信号的上传。
全文摘要
一种多波长复用光纤传感器，包含光上下路�？镺ADM器件、光功率调制型光纤传感器和光纤端面反射器件；所述OADM器件的波长下传端口与所述光功率调制型光纤传感器的输入端口相连，实现对由输入端口进入的多波长光信号的选择，使特定波长的光信号进入光功率调制型光纤传感器，实现光信号的下传；所述的光功率调制型光纤传感器，用于将被测物理量的信息转换为该下传光信号的强度变化，所述光纤端面反射器件的输入端口与所述光功率调制型光纤传感器的输出端口连接，使携带被测物理量信息的光信号沿原来光路返回至OADM器件的输入端口，实现光信号的上传；所述OADM器件的输入端口和输出端口作为整个传感器单元的对外连接端口。
文档编号G01P15/02GK1790440SQ20041009893
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月16日 优先权日2004年12月16日
发明者张松伟, 刘育梁, 李芳 申请人:中国科学院半导体研究所
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