本實用新型涉及一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，尤其涉及一種能夠保證掃描的線性度的光頻掃描非線性校正系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高精度的分布式光纖測量技術(shù)因其獨特的分布參量分析能力和顯著的距離分辨能力，隨著器件生產(chǎn)工藝及相關(guān)測量技術(shù)的成熟，近年來引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。作為一種極其重要的測量和分析手段，它可被廣泛用于光纖鏈路的故障檢測，橋梁、大壩、輸油管道、電力線路等大尺度構(gòu)件的健康狀況監(jiān)測，以及礦井、隧道、樓房等的塌方預(yù)警。

分布式光纖測量技術(shù)是通過測量光纖對激勵信號的回波響應(yīng)（如后向瑞利散射、后向拉曼散射、布里淵散射等）來實現(xiàn)光纖沿線物理參量的分布測量。根據(jù)采用的技術(shù)手段，可分為光時域反射技術(shù)（OTDR），低相干光反射技術(shù)（OLCR）和光頻域反射技術(shù)（OFDR）。

OFDR作為一種基于頻域分析的后向反射測量技術(shù)，從原理上克服了OTDR在距離分辨率以及OLCR在測量距離上的不足，可實現(xiàn)高距離分辨率（數(shù)十微米～毫米量級）、高靈敏度和中等距離（數(shù)百米～數(shù)十公里）的測量。主要用于中短距離專用光纖網(wǎng)絡(luò)的故障檢測；大尺度構(gòu)件的健康性監(jiān)測；以及光纖偏振態(tài)耦合過程的分析和監(jiān)測。然而研制OFDR時，主要技術(shù)難點有，OFDR的距離分辨率實質(zhì)上取決于光頻掃描的線性范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型公開了一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)。

為了達到以上目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，包括掃頻光源、光分束器、主干涉儀和輔助干涉儀，所述光分束器與所述掃頻光源相連，所述光分束器用于將所述掃頻光源的出射光分配到主干涉儀和輔助干涉儀，所述主干涉儀連接光電檢測器，所述光電檢測器連接采集裝置，所述采集裝置連接信號處理系統(tǒng)，所述輔助干涉儀依次串聯(lián)鎖相放大器、PID控制器和三角波信號發(fā)生器，所述三角波信號發(fā)生器與所述掃頻光源連接，所述鎖相放大器外接參考信號發(fā)生器，所述PID控制器還連接邏輯控制器，所述邏輯控制器連接電流控制器，所述電流控制器連接掃頻光源。

作為優(yōu)選，所述掃頻光源為窄線寬掃頻激光器。

作為優(yōu)選，所述光分束器與輔助干涉儀之間串聯(lián)有隔離器。

作為優(yōu)選，所述主干涉儀為邁克爾遜光纖干涉儀。

作為優(yōu)選，所述輔助干涉儀為馬赫-曾德光纖干涉儀。

本實用新型取得的有益效果為：

本實用新型采用閉環(huán)反饋式非線性校正技術(shù)，通過將參考信號和輔助干涉儀產(chǎn)生的拍頻信號進行鎖相放大，得到其頻率偏差；將鎖相放大輸出的頻率偏差信號經(jīng) PID控制器來控制三角波信號發(fā)生器，修正三角波的斜率，同時通過電流控制器控制窄線寬掃頻激光器的驅(qū)動電流，校正激光掃頻和相位噪聲，解決了激光掃頻中的非線性問題，提高了OFDR設(shè)備的測量距離、分辨率和靈敏度。

附圖說明

圖1、本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，進一步闡明本實用新型，應(yīng)理解下述具體實施方式僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。

如圖1所示，一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，包括掃頻光源、光分束器、主干涉儀和輔助干涉儀，光分束器與掃頻光源相連，光分束器用于將掃頻光源的出射光分配到主干涉儀和輔助干涉儀，主干涉儀連接光電檢測器，光電檢測器連接采集裝置，采集裝置連接信號處理系統(tǒng)，輔助干涉儀依次串聯(lián)鎖相放大器、PID控制器和三角波信號發(fā)生器，三角波信號發(fā)生器與掃頻光源連接，鎖相放大器外接參考信號發(fā)生器，PID控制器還連接邏輯控制器，邏輯控制器連接電流控制器，電流控制器連接掃頻光源。

本實施例中的掃頻光源為窄線寬掃頻激光器。光分束器與輔助干涉儀之間串聯(lián)有隔離器。主干涉儀為邁克爾遜光纖干涉儀。輔助干涉儀為馬赫-曾德光纖干涉儀。

本實用新型采用閉環(huán)反饋式非線性校正技術(shù)，首先，利用一個馬赫-曾德輔助干涉儀產(chǎn)生干涉拍頻信號；然后，將接收的干涉拍頻信號與頻率為f=yt（y為平均掃頻斜率，t輔助干涉儀兩臂延遲差）的參考信號進行鎖相放大，得到其頻率偏差；最后，將鎖相放大輸出的頻率偏差信號經(jīng)PID（比例-積分-微分）運算，送入三角波信號發(fā)生器中，修正三角波的斜率，修正后的三角波信號用于控制調(diào)諧光濾波器。從而實現(xiàn)閉環(huán)反饋的光頻掃描。同時通過電流控制器控制窄線寬掃頻激光器的驅(qū)動電流，校正激光掃頻和相位噪聲，解決了激光掃頻中的非線性問題，提高了OFDR設(shè)備的測量距離、分辨率和靈敏度。

本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。