一种BOTDR信号解调方法

摘要

一种BOTDR信号解调方法，本发明属于光电检测技术领域。由BOTDR传感单元(1)、信号解调单元(2)以及信号处理单元(3)组成，其中BOTDR传感单元(1)包括光源(10)，调制器(12)，信号发生器(13)，掺铒光纤放大器(16)，光纤环形器(17)以及一根分布式测量光纤(18)，信号解调单元(2)包括一个用于解调BOTDR信号的Mach‑Zhender干涉仪，信号处理单元(3)包括一个探测器(30)和一个示波器(32)。其特点是所采用的Mach‑Zhender干涉仪的一个干涉臂中引入了高斯型非均匀光纤光栅(21)，利用其具有的滤波特性削弱了噪声光强度，同时还利用其可以产生慢光的特点提高了Mach‑Zhender干涉仪的灵敏度。

主权项

一种BOTDR信号解调方法，包括BOTDR传感单元(1)、信号解调单元(2)以及信号处理单元(3)，所述的BOTDR传感单元(1)包括光源(10)、调制器(12)、信号发生器(13)、掺铒光纤放大器(16)、光纤环形器(17)以及一根分布式测量光纤(18)，所述的信号处理单元(3)包括一个探测器(30)和一个示波器(32)；光源(10)发出的光信号通过光纤(11)进入调制器(12)，由于信号发生器(13)产生的电信号通过电缆(14)作用到调制器(12)上，使光信号通过调制器(12)后形成脉冲光，该脉冲光经过光纤(15)后进入掺铒光纤放大器(16)进行功率放大，功率得到放大的脉冲光由光纤环形器(17)的第一端口(171)进入光纤环形器(17)，再由光纤环形器(17)的第二端口(172)输出，并进入到分布式测量光纤(18)；由于脉冲光的能量大于布里渊阈值，因此在分布式测量光纤(18)中会产生自激布里渊散射现象，产生频率小于脉冲光的Stokes光，在分布式测量光纤(18)中的一部分脉冲光能量会被直接反射，形成噪声光，其频率与脉冲光的频率相同，Stokes光与噪声光一起构成了BOTDR传感单元(1)的BOTDR信号；所述的信号解调单元(2)包括一个用于解调BOTDR信号的Mach‑Zehnder干涉仪以及第一光纤耦合器(20)和第二光纤耦合器(25)，其特征在于：BOTDR信号由光纤环形器(17)的第三端口(173)输出，经由光纤(19)进入第一光纤耦合器(20)后被分成两路光，其中一路光由第一光纤耦合器(20)的第一端口(202)进入带有高斯型非均匀光纤光栅(21)的Mach‑Zehnder干涉臂，再进入第二光纤耦合器(25)的第一端口(251)，另一路光由第一光纤耦合器(20)的第二端口(203)进入带有压电陶瓷(22)的Mach‑Zehnder干涉臂，再进入第二光纤耦合器(25)的第二端口(252)，其中直流稳压源(23)通过电缆(24)驱动压电陶瓷(22)，使其发生形变进而微调缠绕在其上的Mach‑Zehnder干涉臂长度，以保证Mach‑Zehnder的两个干涉臂长度相同，在第二光纤耦合器(25)中，由第一端口(251)和第二端口(252)进入的两路光将发生干涉，干涉后产生的光信号作为信号解调单元(2)的输出信号由第二光纤耦合器(25)的第三端口(253)输出，进入到信号处理单元(3)的探测器(30)中，由探测器(30)将光信号转换成电信号，并将电信号由电缆(31)传递给示波器(32)进行实时显示。