基于快速傅立叶变换的布里渊光时域反射测量方法

摘要

本发明将本地参考光和传感光纤传回的布里渊散射光相干，产生的布里渊散射谱电信号完整通过宽带低通滤波器，由高速采集与处理电路采样，进行快速傅立叶变换，得到布里渊散射谱；再进行洛伦兹拟合，最终得到整个光纤上每个单元的布里渊频移；利用布里渊频移与应变和温度的关系，实现应变或温度的全分布式测量。本发明采用的高速采集与处理电路和快速傅立叶变换处理方法，可在一个脉冲探测周期内获得整个传感光纤上的布里渊散射谱，且快速傅立叶变换处理所需时间短，在不降低测量空间分辨率和测量精度的前提下，测量速度较现有技术提高一个数量级，从而可将信噪比提高至数倍以上，在很大程度上提高了测量精度，且本发明装置结构简单。

主权项

1.基于快速傅立叶变换的布里渊光时域反射测量方法，其特征是将连续光分为两路，一路做为本地参考光，一路做为探测光，探测光调制为脉冲宽度为W的脉冲光后，经放大注入传感光纤得到布里渊散射光，本地参考光和布里渊散射光在光接收机上相干后产生布里渊散射谱电信号，调整所述布里渊散射谱电信号的中心频率，使其完整通过带宽为布里渊散射谱半峰全宽的整数倍的宽带低通滤波器，再由高速采集与处理电路采样，采样频率f高于2倍宽带低通滤波器的带宽，时域采样信号被多次累加平均后，从头至尾被分成时长为W的若干个单元，每个单元有个采样点，对每个单元都进行快速傅立叶变换后，将所得布里渊散射谱进行洛伦兹拟合，得到各单元上布里渊散射谱峰值对应的频率，根据前述对布里渊散射谱电信号中心频率的调整进行恢复，即得整个光纤上每个单元的布里渊频移；利用布里渊频移与应变和温度成线性变化的关系，经过系统标定，即可获得传感光纤上任一位置处的应变或温度信息，实现应变或温度的全分布式测量。