融合光纤布里渊频移器的超远程脉冲编码分布式光纤布里渊传感器

摘要

本发明公开的融合光纤布里渊频移器的脉冲编码分布式光纤布里渊传感器是利用脉冲编码原理，光纤的布里渊散射频移效应，光纤受激拉曼散射和布里渊光放大效应，相干放大的布里渊散射光的应变、温度效应和光时域分析原理制成传感器。包括波形发生器，窄线宽单频光纤激光器，两个光纤分路器，脉冲编码光调制器，光纤布里渊频移器，两个光纤环行器，掺饵光纤放大器，偏振扰模器，光纤窄带反射滤波器，光纤泵浦-信号耦合器，光纤拉曼泵浦激光器，单模传感光纤，光纤滤波器，光电接收、放大器模块，两个数字信号处理器，光电外差、接收、放大器模块和计算机。该传感器能有效提高入射传感光纤的激光脉冲光子数，改善传感器系统的信噪比，提高测量距离、测量精度和空间分辨率。

主权项

融合光纤布里渊频移器的脉冲编码分布式光纤布里渊传感器，其特征是包括波形发生器（9），窄线宽单频光纤激光器（10），第一光纤分路器（11），脉冲编码光调制器（12），光纤布里渊频移器（13），第一光纤环行器（14），掺饵光纤放大器（15），偏振扰模器（16），第二光纤环行器（17），光纤窄带反射滤波器（18），光纤泵浦 信号耦合器（19），光纤拉曼泵浦激光器（20），单模传感光纤（21），光纤滤波器（22）, 第二光纤分路器（23），光电接收、放大器模块（24），第一数字信号处理器（25），光电外差、接收、放大器模块（26），第二数字信号处理器（27）和计算机（28），光纤布里渊频移器（13）是由环行器（13 1），单模光纤（13 2）和光纤F P滤波器（13 3）依次相连组成；波形发生器（9）的输入端与计算机（28）相连，波形发生器（9）的输出端与脉冲编码光调制器（12）的一个输入端相连，第一光纤分路器（11）的输入端与窄线宽单频光纤激光器（10）相连，第一光纤分路器（11）的一个输出端与光纤布里渊频移器（13）中的环行器（13 1）输入端相连，第一光纤分路器（11）的另一个输出端与脉冲编码光调制器（12）的另一个输入端相连，脉冲编码光调制器（12）的输出端经掺饵光纤放大器（15）与偏振扰模器（16）的输入端相连，偏振扰模器（16）的输出端与第二光纤环行器（17）的输入端相连，第二光纤环行器（17）的一个输出端接光纤窄带反射滤波器（18）的输入端，光纤窄带反射滤波器（18）的输出端与光纤泵浦 信号耦合器（19）的输入端相连，光纤泵浦 信号耦合器（19）的一个输出端接光纤拉曼泵浦激光器（20），光纤泵浦 信号耦合器（19）的另一个输出端与单模传感光纤（21）连接，光纤拉曼泵浦激光器（20）与单模传感光纤（21）构成前向泵浦光纤拉曼放大器；第二光纤环行器（17）的另一个输出端接光纤滤波器（22）的输入端，光纤滤波器（22）的输出端与第二光纤分路器（23）的输入端相连，第二光纤分路器（23）的一个输出端与光电接收、放大器模块（24）的输入端相连，第二光纤分路器（23）的另一个输出端与第一光纤环行器（14）一个输入端相连，光电接收、放大器模块（24）的输出端与第一数字信号处理器（25）的输入端相连，第一数字信号处理器（25）的输出端接计算机（28），由第一数字信号处理器（25）和计算机（28 ）将采集、累加的传感光纤（21）的布里渊散射强度比信息解码、解调，得到传感光纤（21）上各点的温度和温度变化信息，第一光纤环行器（14）的另一个输入端与光纤布里渊频移器（13）中的环行器（13 1）输出端相连，第一光纤环行器（14）的输出端与光电外差接收、放大器模块（26）的输入端相连，光电外差接收、放大器模块（26）的输出端与第二数字信号处理器（27）的输入端相连，第二数字信号处理器（27）的输出端接计算机（28 ），由第二数字信号处理器（27）和计算机（28 ）将采集、累加的传感光纤（21）的布里渊散射频移信息解码、解调，得到传感光纤（21）上各点的应变及温度信息。