[发明专利]一种布里渊可调移频器结构的单端布里渊分布式传感系统及传感方法

权利要求书

1.一种布里渊可调移频器结构的单端布里渊分布式传感系统，包括：

窄线宽激光器、第一光耦合器、 掺饵光纤放大器、第二光耦合器、 第二光环形器；

信号处理单元，所述信号处理单元包括顺序连接的光电探测器和数据采集处理模块；

单端结构单元，所述单端结构单元包括连接在一起的传感光纤和FC/PC光连接器；

脉冲调制单元，所述脉冲调制单元设有脉冲调制器；

可调移频单元，所述可调移频单元包括第一光环形器、第三光耦合器、光隔离器、偏振控制器、压电陶瓷和缠绕在压电陶瓷上的单模光纤，其中，第一光环行器的b端口与缠绕在压电陶瓷上的单模光纤连接，压电陶瓷外接调制电压，压电陶瓷上单模光纤的另一端与偏振控制器连接，偏振控制器另一端与光隔离器连接，光隔离器与第三光耦合器的下路出射端连接，第三光耦合器的入射端与第一光环行器的c端口连接；

窄线宽激光器与第一光耦合器入射端连接，第一光耦合器出射端上路与第二光耦合器入射端上路连接，第一光耦合器出射端下路与掺铒光纤放大器连接，掺铒光纤放大器另一端与可调移频单元连接，可调移频单元与脉冲调制单元连接，脉冲调制单元与第二光耦合器入射端下路连接，第二光耦合器出射端与 第二光环行器的a端连接，第二光环行器的b端与单端结构单元连接，第二光环行器的c端与信号处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的布里渊可调移频器结构的单端布里渊分布式传感系统，特征是，所述可调移频单元由其组成器件第一光环形器、第三光耦合器、光隔离器、偏振控制器、压电陶瓷和单模光纤构成环形震荡腔。

3.根据权利要求1所述的布里渊可调移频器结构的单端布里渊分布式传感系统，特征是，所述压电陶瓷通过控制调制电压的大小来调节布里渊散射频移量。

4.根据权利要求1所述的布里渊可调移频器结构的单端布里渊分布式传感系统，其特征是，所述传感光纤为普通单模光纤。

5.采用权1-4任一项所述一种布里渊可调移频器结构的单端布里渊分布式传感系统的传感方法，其特征是，包括如下步骤：

1）产生连续探测光：使可调激光器窄线宽激光器产生连续光信号经过第一光耦合器分为上下两路连续光，上路连续光作为探测光从第一光耦合器到第二光耦合器再到第二光环型器最终进入传感光纤；

2）产生脉冲泵浦光：使步骤1）产生的下路连续光从第一光耦合器经掺铒光纤放大器放大后进入从第一光环行器的a端口再从b端口出来然后进入缠绕在压电陶瓷上的单模光纤，在缠绕在压电陶瓷上的单模光纤中由于受激布里渊效应产生后向的布里渊斯托克斯光，向前的连续光经偏振控制器到达光隔离器后就被滤掉，而后向的布里渊斯托克斯光会从缠绕在压电陶瓷上的单模光纤返回进入第一环形器的b端口，从第一环形器的c端口出来，最后到达第三光耦合器的入射端，再到第三光耦合器的出射端下端口，最后又进入光隔离器，此连续光就在环形腔中连续不断的顺时针传播，有一部分光从第三耦合器中出射端的上端口出来到达电光调制器，经过电光调制器把连续的布里渊斯托克斯光调制成脉冲光， 此脉冲光经过第二光耦合器进入第二环形器最后进入传感光纤；

3）产生受激布里渊作用：上路连续光和下路频移后的脉冲光都进入传感光纤，在传感光纤中由于后端装有FC/PC光连接器会把上路的连续光实时反射回来，此光刚好与进入传感光纤的布里渊频移的脉冲光产生受激布里渊作用，刚好是损耗型的BOTDA系统，其中进入的脉冲光充当泵浦光，FC/PC光连接器反射回来的连续光充当探测光；

4）产生背向散射的信号光：在传感光纤中这两束光由于受激布里渊散射SBS作用产生背向散射的信号光从第二环形器的b端口进入到c端口；

5）数据采集与处理：使第二环形器12的c端口的信号光再进入光电探测器15和数据采集处理模块16最后进行数据的分析与处理，得到传感光纤上温度与应变改变的结果。