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单频光纤激光器的应用

来源:山东光谷设备有限公司发布时间:2017.08.24 9:09:38 关注:1,344

单频光纤激光器的使用

光纤传感受电信、半导体和消费电子职业的推进, 技能和光纤技能在 20世纪90年代取的了巨大成就。虽然这些职业在近几年遭受许多阻力而堕入低谷, 但是其中许多先进技能却在其它职业比方光纤传感得到了全面开展, 呈现出另一番繁荣气候。光纤传感集成了在光纤技能、激光技能和 勘探等多范畴所获得的巨大突破表现出极具生机和开展前途。 一起,由于各相关 子制作的老练,它们的成本也大幅降低,大力推进了光纤传感的开展。

与传统传感技能比较,根据光纤的传感器主要有如下几大优势:

  1. 重量轻、结构紧凑、易多路复用
  2. 抗恶劣环境、抗电磁干扰、抗化学腐蚀
  3. 在传感点无需用电、能够长间隔分布式传感
  4. 可低成本大规模出产

单频光纤传感技能

布拉格光纤光栅(装备ASE宽带光源)和根据光时域反射的分布式传感器是使用最为广 泛的光纤传感技能,该技能基本上能够满意中低端一般商场的需求而被业内人士所熟知。 而现在介绍的光谱线宽窄至 2kHz的单频光纤激光器,及其引申出来的最新一代光传感技能完 全有别于我们现在所乐道的光纤传感。 这种新的技能计划彻底担任电传感和一般光纤传感无法完结的高端商场对超远间隔、 超高精度和超高灵敏的更高需求, 而这在我国尚处于立项和预研阶段。选用单频光纤激光器做光传感, 其光学原理就是光频时域反射, 或称之为频率调制接连波技能(FMC)在该技能里,从许多传感头回来的信号光不再是被时刻切割,而频率。在该全 新的光纤传感体系里我们介绍的单频光纤激光器具有如下鲜明特色:

  1. 功率接连输出、波长线性可调
  2. 光谱线宽2kHz、相干长度100公里
  3. 频率稳定性10Mhz、相位噪声比DFB激光器低2个数量级
  4. 天然生成的线偏振功用、绝对单横 /纵模

以上杰出的技能特色使得超高功用的光干与传感成为可能和现实。根据 FMCV技能的传感体系能够经过PZT波长调制功用充分使用该种激光器: 从传感头回来的信号光与激光本机振器一起混频,产生一个拍频,然后再进行电处理和剖析,这就是我们所说的相干勘探。众 所周知,相干勘探有别与直接勘探之最大特色就是灵敏度极高和勘探间隔超远, 它一般能够勘探到百亿分之一微弱的光信号,这是直接勘探所不敢幻想的。

使用范畴

1、 安保/军事

尤其是在美国9.11事情后,对生命财产和公共设施等的安全维护业已成为一个全球性 的论题,且日益急迫。光纤传感解决计划广泛使用在包含军事设施、机场、 核电站和船只等范畴,可大大进步安全系数,尤其是在广袤的疆土鸿沟可完成高精度而低成本的实时传感和 勘探,这对国防维护和国家安全具有重大意义!在军事兵器体系上,可使用于潜艇通信、雷 达、非致命兵器、激光测距和水雷勘探。而一般的民用的光纤传感体系无法供给这些范畴对 高精度和远间隔的要求,选用单频光纤激光器和相干勘探几乎是仅有但却是最好的选择。

2、 石油/天然气

跟着原油价格的不断上涨,以及勘探新石油储量日益困难, 石油公司都在考虑怎么从现成的油田挖掘出更多的石油。据美国石油工业音讯称,受现在地质勘探技能的限制, 我们一般只能挖掘出油田实践储量的 30%而70%的石油储量由于勘探技能的落后而未能被发现和挖掘使用,这是一个天大的糟蹋!选用光纤传感技能来勘探石油能够完成油田 70%储量的探明量,整整进步了 40%一起,光传感体系价格大大低于任何代替计划, 极适宜大规模使用。别的,光传感在石油钻井和油 /气运送管道上能大幅度地进步对压力和温度的丈量。目 前全球总共有880,000 口石油井,而且每年新增 80,000 口。而现在这些油井绝大部分是经过电子监控体系来丈量井下的压力和温度, 这些电子体系在传感点上都需求用电, 一起所需器材价格非常贵重,既不安全又不经济。光纤传感应该取而代之,真实必行。单就北美国家就有 200万公里长的石油/天然气运送管道,全球大约有 500万公里。怎么保证这些管道的安全?现在一般的做法, 也是最笨的办法,就是派人开车或乘专机沿管道道路一路巡查下去。无疑这不光劳民伤财,而且功率很低,许多潜在问题都无法及时发现而终 成大错。选用单频光纤激光器做成的分布式光纤传感体系可一起勘探温度和压力两个参数,对超越100公里长的运送管道进行实时监控,及时发现问题,随时找到潜在风险。

3、电力体系

在美国大约有200,000公里的高压电源线,而据美国电力研讨院估量,由于对高压电线 的压力和温度缺少准确丈量,美国每年都要丢掉数十亿美元的电能。 那么在我国呢? 一套单频光纤激光器组成的分布式的光纤传感体系能够供给温度小于 1° C压力小于10-6的精度,传感间隔超越100公里,实时监控。

研讨和开发除了以上传感商场外,科学研讨和技能开发单位,如各种高校、政府代理他们对长相 干长度、低相位噪声的光源越来越感兴趣。 大学和研讨试验室一般倾向于购买我们高功率的单频光纤激光器(最大功率可达 5W来做他们的各种试验,这包含电子工程、物理研讨、激光和光学等等。

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