黑箱调控
涵盖窄线宽激光器、EDFA 光放大器、平衡光电探测器。全金属屏蔽封装,面板带调节旋钮与监测接口;学生通过调参观察系统响应。
「翼光测控 · DAS-EDU」是一款专为光电信息科学与工程、测控技术与仪器、地球物理勘探、通信工程等专业本科及研究生教学打造的模块化、开放式分布式光纤声波传感(DAS)综合教学实验平台。
产品基于光纤后向瑞利散射(Rayleigh Scattering)效应和相干探测原理设计,利用光纤作为分布式传感载体,实时采集与解调沿线的振动 / 声波信号。系统将工业级 DAS 的核心光路与信号处理链路拆解为分立式教学模块,完整覆盖「窄线宽激光输出 → 分束与脉冲调制 → 光放大与环形器 → 相干探测与拍频 → 高速采集与相位解调」全链路。
DAS 技术具有监测距离长、响应速度快、信噪比好、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优势,是替代传统点式振动传感器的重要技术方向。本产品将这一前沿技术引入高校教学,为学生提供从原理认知到系统搭建的完整实训平台。
不同于工业级 DAS 设备的「黑箱」式设计,本产品采用「黑箱调控 + 白箱光路 + 开放算法」三层架构,原理透明、层次清晰。
涵盖窄线宽激光器、EDFA 光放大器、平衡光电探测器。全金属屏蔽封装,面板带调节旋钮与监测接口;学生通过调参观察系统响应。
涵盖光耦合器、光衰减器、AOM 声光调制器、光环形器、传感光纤。透明化设计,学生亲手连接光路,理解相干探测干涉光路与光信号传输路径。
高速采集卡采用 FPGA+ARM 架构,支持原始数据输出与算法二次开发;学生可从原始数据到相位解调,理解 DAS 核心信号处理算法。
系统将探测光与本振光在探测器表面进行光学混频(拍频),通过提取拍频信号的相位变化感知外界振动。相比直接探测,相干探测灵敏度高、可提取相位信息,是当前 DAS 主流方案;模块化、可视化设计便于分步讲解与实验验证。
一套设备覆盖多门核心课程实验教学。
DAS 原理、瑞利散射、相干探测、Φ-OTDR
声光调制、光放大、相干拍频
相位解调、IQ 解调、信号频谱分析
滤波算法、FFT 分析、振动信号识别
分布式地震波监测、油气勘探模拟
探测光路(90%)
本振光路(10%)
模式一 · 实时解调
模式二 · 原始数据
| (一)光源系统 | 窄线宽激光器模块 1 台(1550nm,线宽 ≤3kHz,全金属屏蔽封装) |
|---|---|
| (二)分束与调制系统 | 1×2 光耦合器 1 台;可调光衰减器 VOA 1 台;声光调制器 AOM 1 台(带驱动电源) |
| (三)光放大与环行系统 | EDFA 1 台;光环形器 1 台(三端口,透明化设计) |
| (四)相干探测系统 | 2×2 光耦合器 1 台;平衡光电探测器 BPD 1 台(SMA 差分输出) |
| (五)采集与处理系统 | 高速采集卡 1 台(250MSps,内置相位解调,支持原始数据输出) |
| (六)传感系统 | 传感光纤多盘(单模,长度可定制,FC/APC 接口) |
| (七)软件系统 | 上位机软件 1 套(波形、频谱、事件标记、数据导出) |
| 激光器波长 | 1550nm |
|---|---|
| 激光器线宽 | ≤ 3kHz |
| 传感距离 | 标配 500m~2km(可扩展至 10km) |
| 空间分辨率 | ≤ 10m(标配) |
| 采样率 | 250MSps |
| 数据传输速率 | 1000Mb/s(千兆网口) |
| 探测方式 | 相干探测,平衡光电探测 |
| 输出数据 | 幅度 + 相位(内置解调)/ 原始 IQ 数据(可选) |
| 光纤接口 | FC/APC |
| 工作电源 | AC 220V |
涵盖全部实验目的、原理、步骤、数据记录表格及思考题
瑞利散射、相干探测、相位解调动画及操作演示
实时波形、频谱分析、事件标记、数据导出
MATLAB / Python 相位解调示例,支持二次开发
FC/APC 跳线、BNC 电缆、电源适配器、工具套装
光耦合器、AOM、环形器等核心模块透明化,相干探测光路清晰可见。
各模块独立可拆,支持标准实验与创新性系统搭建。
完整呈现分束→调制→放大→环形→拍频→平衡探测全链路,分步易于理解。
内置解调与原始 IQ 双模式,学生可编写算法对比验证。
覆盖光纤传感、光电子、信号处理、地球物理勘探等多门课程。
激光器 Class 1M 安全等级,EDFA 带过载保护。
核心器件与工业 DAS 同源,实验数据具有工程参考价值。
「翼光测控 · DAS-EDU」——让复杂的相干探测 DAS 技术变得可动手、可探究、可创新,是连接光纤声波传感理论与工程实践的理想教学平台。
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