[发明专利]基于频-空域匹配和注入锁定技术的相敏型OTDR的测量方法

权利要求书

1.基于频-空域匹配和注入锁定技术的相敏型OTDR的测量方法，其特征在于，该测量方法基于基于频-空域匹配和注入锁定技术的相敏型OTDR实现；

所述基于频-空域匹配和注入锁定技术的相敏型OTDR包括脉冲光序列产生装置和回波信号探测装置；

所述脉冲光序列产生装置包括主激光器(1-1)、从激光器(1-2)、电光调制器(1-3)、声光调制器(1-4)、任意波形发生器(1-5)、任意函数发生器(1-6)和第一环形器(1-7)；

所述回波信号探测装置包括第一掺铒光纤放大器(1-8)、第二环形器(1-9)、第二掺铒光纤放大器(1-10)和光电探测器(1-11)；

所述主激光器(1-1)的输出激光由所述电光调制器(1-3)调制，调制后的激光经由所述第一环形器(1-7)注入所述从激光器(1-2)中，其中，所述电光调制器(1-3)的调制信号的频率作阶跃变化，该调制信号由所述任意波形发生器(1-5)产生；

所述从激光器(1-2)的输出光经所述第一环形器(1-7)输出至所述声光调制器(1-4)，经所述声光调制器(1-4)调制后的脉冲光序列经由所述第一掺铒光纤放大器(1-8)放大后、再经所述第二环形器(1-9)注入待测光纤中；其中，所述任意函数发生器(1-6)用于产生预设的方波信号输出至所述声光调制器(1-4)；

所述待测光纤中的后向瑞利散射回波信号经所述第二环形器(1-9)输出至所述第二掺铒光纤放大器(1-10)，所述后向瑞利散射回波信号经所述第二掺铒光纤放大器(1-10)放大后由所述光电探测器(1-11)探测；

所述测量方法包括：

在第一发送时间将所述脉冲光序列产生装置产生的第一脉冲光序列输入所述回波信号探测装置，在第一接收时间通过所述光电探测器(1-11)接收与所述第一脉冲光序列相对应的第一后向瑞利散射回波信号，其中，所述第一脉冲光序列包括n个预定频率的探测光脉冲；n为正整数；

在第二发送时间将所述脉冲光序列产生装置产生的第二脉冲光序列输入所述回波信号探测装置，在第二接收时间通过所述光电探测器(1-11)接收与所述第二脉冲光序列相对应的第二后向瑞利散射回波信号，其中，所述第二脉冲光序列包括所述n个预定频率的探测光脉冲；

其中，所述第二发送时间在所述第一发送时间之后；所述第一后向瑞利散射回波信号包括所述第一脉冲光序列中的每个探测光脉冲在所述待测光纤各位置上的后向瑞利散射回波信号，所述第二后向瑞利散射回波信号包括所述第二脉冲光序列中的每个探测光脉冲在所述待测光纤各位置上的后向瑞利散射回波信号；

获得所述第一后向瑞利散射回波信号的第一频域-空域特征图以及所述第二后向瑞利散射回波信号的第二频域-空域特征图；其中，所述第一频域-空域特征图和第二频域-空域特征图以待测光纤上的位置为第一维坐标、以探测光脉冲的频率为第二维坐标、以所述光电探测器(1-11)接收的信号强度或信号幅值为第三维坐标；

在所述第一频域-空域特征图中选取预定尺寸的参考数据区域，

在所述第二频域-空域特征图中确定该参考数据区域对应的匹配数据区域，

计算所述参考数据区域与所述匹配数据区域在第二维坐标上的位移量，以根据该位移量确定所述第一频域-空域特征图与所述第二频域-空域特征图之间的频率延迟；

根据所述频率延迟，计算所述待测光纤的温度变化量或应变变化量。

2.根据权利要求1所述的基于频-空域匹配和注入锁定技术的相敏型OTDR的测量方法，其特征在于，所述基于频-空域匹配和注入锁定技术的相敏型OTDR还包括滤波器，所述滤波器设于所述第二掺铒光纤放大器(1-10)与所述光电探测器(1-11)之间，用于滤除所述第二掺铒光纤放大器(1-10)的自发辐射噪声。