超远程分布式光纤拉曼与布里渊光子传感器

摘要

本发明公开的超远程分布式光纤拉曼与布里渊光子传感器，利用光纤受激拉曼散射效应，光纤自发拉曼散射效应，光纤布里渊散射效应和光时域反射原理，巧妙地将分布式光纤拉曼光子温度传感器、分布式光纤布里渊光子应变传感器及分布式光纤拉曼放大器融合在一起。利用放大器的增益克服了光纤损耗，增强了光纤中自发拉曼散射光和布里渊散射光的强度，提高了分布式光纤拉曼光子温度传感器和分布式光纤布里渊光子应变传感器系统的信噪比，增大了分布式光纤拉曼光子温度传感器和分布式光纤布里渊光子应变传感器的传输距离，提高了温度和应变的测量精度。

主权项

1. 超远程分布式光纤拉曼与布里渊光子传感器，其特征是包括分布式光纤拉曼光子温度传感器，分布式光纤布里渊光子应变传感器，分布式光纤拉曼放大器和100km单模光纤(19)，分布式光纤拉曼光子温度传感器由半导体脉冲激光器(11)、合波器(14)、单向器(15)、1x2光纤双向耦合器(18)、光纤光栅窄带反射滤波器(20)、波分复用器(21)、反斯托克斯拉曼散射光滤波器(22)、斯托克斯拉曼散射光滤波器(23)和光电直接检测系统(24)组成，分布式光纤布里渊光子应变传感器由外腔半导体窄带脉冲光纤激光器(12)、分波器(13)、第一窄带光纤光栅滤光器(25)、第二窄带光纤光栅滤光器(26)、环行器(27)和相干检测系统(28)组成，分布式光纤拉曼放大器由泵浦光纤激光器(16)和泵浦-信号光纤耦合器(17)组成；半导体脉冲激光器(11)与合波器(14)的一个输入端相连，外腔半导体窄带脉冲光纤激光器(12)与分波器(13)的输入端相连，分波器(13)输出的激光分二路，其中，一路与合波器(14)的另一个输入端相连，另一路经第二窄带光纤光栅滤光器(26)与环行器(27)的一个输入端相连，合波器(14)输出的半导体脉冲激光器的激光和外腔半导体窄带脉冲光纤激光器的激光经单向器(15)与泵浦-信号光纤耦合器(17)的一个输入端相连，泵浦-信号光纤耦合器(17)的另一个输入端与泵浦光纤激光器(16)相连，泵浦-信号光纤耦合器(17)的输出端与1x2光纤双向耦合器(18)的输入端相连，1x2光纤双向耦合器(18)的一个输出端与100km单模光纤(19)相连，光纤1x2双向耦合器(18)的另一个输出端与光纤光栅窄带反射滤波器(20)的输入端相连，光纤光栅窄带反射滤波器(20)的输出端与波分复用器(21)的输入端连接，波分复用器(21)输出的光纤上各段的背向反斯托克斯拉曼散射光和斯托克斯拉曼散射光分别经反斯托克斯拉曼散射光滤波器(22)和斯托克斯拉曼散射光滤波器(23)与光电直接检测系统(24)相连，波分复用器(21)输出的光纤上各段的背向布里渊散射光经过第一窄带光纤光栅滤光器(25)与环行器(27)的另一个输入端相连，由环行器(27)将来自第一窄带光纤光栅滤光器(25)的本地光和来自第二窄带光纤光栅滤光器(26)的信号光进行拍频后输入相干检测系统(28)。