【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學傳感領域，具體涉及一種基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置及方法。
技術介紹
1、光纖傳感器具有小型化、抗腐蝕、不受電磁干擾、可遠距離監測等特點，在油井、建筑、生物醫學、能源等領域有著廣闊的應用前景。傳統單模光纖（single?mode?fiber，smf）傳感器由于僅支持單一空間模式傳輸，其傳感特性難以靈活調整，且難以同時區分多個傳感參數，只能傳感單一參數。而多模光纖（multi?modefiber，mmf）傳感器雖然具備多模特性，但內部的多模態耦合現象卻成為了多參數傳感的障礙，影響傳感效果。
2、因此，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置及方法，旨在解決現有技術中單模光纖傳感器只能傳感單一參數以及多模光纖傳感器在多參數傳感時的多模態耦合問題。
2、本專利技術解決技術問題所采用的技術方案如下：
3、第一方面，本專利技術實施例還提供一種基于少模光纖的雙端解調定位裝置，其中，所述裝置包括：
4、發送端、雙參數傳感模塊以及接收端，其中，所述發送端用于生成第一激光束和第二激光束，所述第一激光束和第二激光束對向通過雙參數傳感模塊，其中所述第一激光束通過雙參數傳感模塊生成第一光譜信號，所述第二激光束通過雙參數傳感模塊生成第二光譜信號，所述雙參數傳感模塊采用少模光纖前向傳輸，所述接收端用于采集并解調所述第一光譜
5、在一種實現方式中，所述發送端包括：依序耦合連接的半導體激光器、光纖耦合器及1*2耦合器，其中所述半導體激光器用于發射激光，所述光纖耦合器用于將所述激光按相同的功率分割為第一激光束和第二激光束，所述1*2耦合器用于將所述第一激光束分成第一信號光和第一參考光，并將所述第二激光束分成第二信號光和第二參考光。
6、在一種實現方式中，所述雙參數傳感模塊包括：依次連接的第一光纖環形器、第一模式選擇型光子燈籠、少模光纖、第二模式選擇型光子燈籠和第二光纖環形器，所述第一模式選擇型光子燈籠用于對所述第二信號光進行模式分離，得到第二基模模式光譜及高階模式光譜，所述第二模式選擇型光子燈籠用于對所述第一信號光進行模式分離，得到第一基模模式光譜及高階模式光譜，當所述第一模式選擇型光子燈籠作為模式多路復用器時，所述第二模式選擇型光子燈籠作為模式多路解復用器，當所述第二模式選擇型光子燈籠作為模式多路復用器時，所述第一模式選擇型光子燈籠作為模式多路解復用器。
7、在一種實現方式中，所述第一光纖環形器用于接收所述第一信號光，并將所述第一信號光依次傳遞給所述第一模式選擇型光子燈籠、所述少模光纖、所述第二模式選擇型光子燈籠、所述第二光纖環形器和所述接收端。
8、在一種實現方式中，所述第二光纖環形器用于接收所述第二信號光，并將所述第二信號光依次傳遞給所述第二模式選擇型光子燈籠、所述少模光纖、所述第一模式選擇型光子燈籠、所述第一光纖環形器和所述接收端。
9、在一種實現方式中，混頻器，用于將所述第一基模模式光譜及高階模式光譜與所述第一參考光混合，得到第一光強信號，并將所述第二基模模式光譜及高階模式光譜與所述第二參考光混合，得到第二光強信號；
10、光電探測器，用于分別對所述第一光強信號和第二光強信號進行光電轉換，得到第一傳感信號和第二傳感信號；
11、數據采集卡，用于采集并解調所述第一傳感信號和第二傳感信號。
12、第二方面，本專利技術提供一種基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感方法，其中，所述方法包括：
13、通過半導體激光器發射激光，并通過光纖耦合器將所述激光按相同的功率分割，得到第一激光束和第二激光束，將所述第一激光束分成第一信號光和第一參考光，并將所述第二激光束分成第二信號光和第二參考光；
14、通過雙參數傳感模塊對所述第一信號光進行模式分離，得到第一光譜信號，其中所述第一光譜信號包括基模模式光譜及高階模式光譜；
15、通過雙參數傳感模塊對所述第二信號光進行模式分離，得到第二光譜信號，其中所述第二光譜信號包括基模模式光譜及高階模式光譜；
16、通過雙參數傳感模塊同時將所述第一光譜信號和所述第二光譜信號對向沿少模光纖傳輸，通過接收端采集并解調所述第一光譜信號和第一參考光，得到第一傳感信號，通過接收端采集并解調所述第二光譜信號和第二參考光，得到第二傳感信號；
17、根據所述第一傳感信號和所述第二傳感信號，計算相位隨溫度變化值和相位隨應變變化值，并定位振動位置。
18、在一種實現方式中，所述根據所述第一傳感信號和所述第二傳感信號，計算相位隨溫度變化值和相位隨應變變化值，包括：
19、根據所述第一傳感信號和所述第二傳感信號，得到相位偏移量；
20、根據所述相位偏移量和預設的光纖材料的熱膨脹系數和熱光系數，計算得到溫度偏移量和應變偏移量；
21、根據所述溫度偏移量和預設的溫度系數，計算得到所述相位隨溫度變化值；
22、根據所述應變偏移量和預設的應變系數，計算得到所述相位隨應變變化值。
23、在一種實現方式中，所述根據所述第一傳感信號和所述第二傳感信號，計算相位隨溫度變化值和相位隨應變變化值，并定位振動位置，還包括：
24、將所述第一傳感信號中的第一光譜信號與第一參考光混合，得到第一光強信號；
25、和所述第二傳感信號中的第二光譜信號與第二參考光混合，得到第二光強信號；
26、通過相譜時間延遲定位方法分析所述第一光強信號和第二光強信號，得到振動位置。
27、在一種實現方式中，所述通過相譜時間延遲定位方法分析所述第一光強信號和第二光強信號，得到振動位置，包括：
28、計算所述第一光強信號的相位信號，得到第一相位信號，對所述第一相位信號進行傅里葉變換，得到第一傅里葉相位譜；
29、計算所述第二光強信號的相位信號，得到第二相位信號，對所述第二相位信號進行傅里葉變換，得到第二傅里葉相位譜；
30、根據所述第一傅里葉相位譜和第二傅里葉相位譜的差值，得到相位譜時間延遲差；
31、根據所述相位譜時間延遲差，定位振動位置。
32、第三方面，本專利技術實施例還提供一種智能終端，其中，所述智能終端包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感程序，所述處理器執行所述基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感程序時，實現如以上任一項所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感方法的步驟。
33、第四方面，本專利技術實施例還提供一種計算機可讀存儲介質，其中，所述計算機可讀存儲介質上存儲有基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感程序，所述基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感程序被處理器執行時，實現如以上任一項所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述裝置包括：發送端、雙參數傳感模塊以及接收端，其中，所述發送端用于生成第一激光束和第二激光束，所述第一激光束和第二激光束對向通過雙參數傳感模塊，其中所述第一激光束通過雙參數傳感模塊生成第一光譜信號，所述第二激光束通過雙參數傳感模塊生成第二光譜信號，所述雙參數傳感模塊采用少模光纖前向傳輸，所述接收端用于采集并解調所述第一光譜信號和第二光譜信號并生成傳感信號。
2.根據權利要求1所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述發送端包括：
3.根據權利要求2所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述雙參數傳感模塊包括：依次連接的第一光纖環形器、第一模式選擇型光子燈籠、少模光纖、第二模式選擇型光子燈籠和第二光纖環形器，所述第一模式選擇型光子燈籠用于對所述第二信號光進行模式分離，得到第二基模模式光譜及高階模式光譜，所述第二模式選擇型光子燈籠用于對所述第一信號光進行模式分離，得到第一基模模式光譜及高階模式光譜，當所述第一模式選擇型光子燈籠作為模式多路復用器時，所述第
4.根據權利要求3所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述第一光纖環形器用于接收所述第一信號光，并將所述第一信號光依次傳遞給所述第一模式選擇型光子燈籠、所述少模光纖、所述第二模式選擇型光子燈籠、所述第二光纖環形器和所述接收端。
5.根據權利要求3所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述第二光纖環形器用于接收所述第二信號光，并將所述第二信號光依次傳遞給所述第二模式選擇型光子燈籠、所述少模光纖、所述第一模式選擇型光子燈籠、所述第一光纖環形器和所述接收端。
6.根據權利要求3所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述接收端包括：
7.一種基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感方法，其特征在于，所述方法基于權利要求1-6中任一項所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，包括：
8.根據權利要求7所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感方法，其特征在于，所述根據所述第一傳感信號和所述第二傳感信號，計算相位隨溫度變化值和相位隨應變變化值，包括：
9.根據權利要求7所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感方法，其特征在于，所述根據所述第一傳感信號和所述第二傳感信號，計算相位隨溫度變化值和相位隨應變變化值，并定位振動位置，還包括：
10.根據權利要求9所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感方法，其特征在于，所述通過相譜時間延遲定位方法分析所述第一光強信號和第二光強信號，得到振動位置，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述裝置包括：發送端、雙參數傳感模塊以及接收端，其中，所述發送端用于生成第一激光束和第二激光束，所述第一激光束和第二激光束對向通過雙參數傳感模塊，其中所述第一激光束通過雙參數傳感模塊生成第一光譜信號，所述第二激光束通過雙參數傳感模塊生成第二光譜信號，所述雙參數傳感模塊采用少模光纖前向傳輸，所述接收端用于采集并解調所述第一光譜信號和第二光譜信號并生成傳感信號。
2.根據權利要求1所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述發送端包括：
3.根據權利要求2所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述雙參數傳感模塊包括：依次連接的第一光纖環形器、第一模式選擇型光子燈籠、少模光纖、第二模式選擇型光子燈籠和第二光纖環形器，所述第一模式選擇型光子燈籠用于對所述第二信號光進行模式分離，得到第二基模模式光譜及高階模式光譜，所述第二模式選擇型光子燈籠用于對所述第一信號光進行模式分離，得到第一基模模式光譜及高階模式光譜，當所述第一模式選擇型光子燈籠作為模式多路復用器時，所述第二模式選擇型光子燈籠作為模式多路解復用器，當所述第二模式選擇型光子燈籠作為模式多路復用器時，所述第一模式選擇型光子燈籠作為模式多路解復用器。
4.根據權利要求3所述的基于少模光纖的前向傳輸分布式光纖傳感裝置，其特征在于，所述第一光纖環形器用于...
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