[发明专利]一种基于模式耦合的分布式光纤传感系统

权利要求书

1.一种基于模式耦合的分布式光纤传感系统，其特征在于，包括数据处理单元、发射端、接收端和长度为L的少模光纤，所述发射端与所述接收端通过该长度为L的少模光纤连接，其中

所述发射端，用于产生脉冲光并注入该少模光纤的基模；

所述接收端，用于接收该少模光纤的光信号并将其转换为电信号；

所述数据处理单元与所述接收端连接，用于接收所述电信号并根据接收的电信号计算应力的位置和大小；

所述脉冲光的重复频率为R、脉冲宽度为T；其中，1ps≤T≤1ns，τ_DMD表示该少模光纤的基模与该少模光纤所支持最高阶模式间的差分模式群时延；应力位置应力的大小为其中，I₁、I₂分别为两相邻光脉冲的光强度，△τ为接收到两相邻光脉冲的时间差。

2.如权利要求1所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述发射端包括一脉冲发生器，用于产生的脉冲光。

3.如权利要求2所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述发射端包括一与该脉冲发生器连接的模式转换器件，用于将所述脉冲光注入该少模光纤的基模。

4.如权利要求3所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述模式转换器件为模式定向选择耦合器、空间光调制器、光子灯笼、相位片或多平面光转换器。

5.如权利要求1所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述接收端包括一以多模光纤为尾纤的光电探测器，用于接收光信号并将其转换为电信号；所述接收端还包括一电脉冲收集器，用于存储电信号。

6.如权利要求1所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述脉冲光是高斯型脉冲光、正弦型脉冲光或矩形型脉冲光。

7.如权利要求1所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，该少模光纤中设置若干扰动区，所述扰动区为光纤光缆或者配合有以下形式长周期光纤光栅的光纤光缆，包括机械型长周期光纤光栅或刻蚀型长周期光纤光栅。