[发明专利]一种光纤分布式振动传感信号的动态增强系统及方法

权利要求书

1.一种光纤分布式振动传感信号的动态增强系统，其特征在于，所述光纤分布式振动传感信号的动态增强系统包括：布里渊动态光栅发生模块和光纤分布式振动传感系统；

所述布里渊动态光栅发生模块包括依次连接的泵浦光源、耦合器、调制器、光放大器、起偏器、分束器及传感光纤；

所述泵浦光源发出的光束经由所述耦合器分为两束泵浦光，一束经由所述调制器调制以产生布里渊频差，经过调制的泵浦光经由所述光放大器放大，放大的泵浦光经由所述起偏器产生偏振光，偏振光经由所述分束器从所述传感光纤的一端注入；另一束经由另一组光放大器、起偏器、分束器从所述传感光纤的另一端注入；两束泵浦光在传感光纤内发生受激布里渊散射，产生布里渊动态光栅；

所述分布式振动传感系统包括脉冲光发生模块和传感信号解调模块；所述脉冲光发生模块发出的探测光从环形器的第一端口输入，第二端口输出后经由起偏器和分束器后注入传感光纤内，得到动态增强的传感光，所述传感光返回环形器，从环形器的第三端口输出并传输至传感信号解调模块，所述传感信号解调模块配置为解调出传感光纤的分布式振动信息。

2.一种光纤分布式振动传感信号的动态增强系统，其特征在于，所述光纤分布式振动传感信号的动态增强系统包括：布里渊动态光栅发生模块和光纤分布式振动传感系统；

所述布里渊动态光栅发生模块包括依次连接的泵浦光源、光放大器、起偏器、分束器及传感光纤，所述传感光纤的一端设置有反射镜；

所述泵浦光源发出的泵浦光经由光放大器、起偏器和偏振分束器注入所述传感光纤内，经由所述反射镜反射，反射的泵浦光与注入的泵浦光在传感光纤内产生布里渊动态光栅；

所述分布式振动传感系统包括脉冲光发生模块和传感信号解调模块；所述脉冲光发生模块发出的探测光从环形器的第一端口输入，第二端口输出后经由起偏器和偏振分束器后注入传感光纤内，得到动态增强的传感光，传感光返回环形器，从环形器的第三端口输出并传输至传感信号解调模块，所述传感信号解调模块配置为解调出传感光纤的分布式振动信息。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述泵浦光源为ASE光源或DFB光源。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述布里渊动态光栅发生模块还包括对泵浦光源选频的滤波器，所述滤波器设置在所述泵浦光源和耦合器之间。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述传感光纤为保偏光纤、单模光纤、多模光纤或光子晶体光纤。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述脉冲光发生模块和所述环形器之间还设置有用于提高探测光信号的光放大器。

7.一种光纤分布式振动传感信号的动态增强方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的光纤分布式振动传感信号的动态增强系统，所述方法包括以下步骤：

S1：开启泵浦光源，泵浦光源经调制器发出，经过耦合器，通过单端注入方式或双端注入方式注入到传感光纤内；

S2：当采用双端注入方式注入时，泵浦光在耦合器作用下分成两束，一束为泵浦光1，另一束为泵浦光2；泵浦光2经由调制器调制、光放大器放大、经起偏器、分束器后注入传感光纤的一端；泵浦光1经由另一组光放大器、起偏器和分束器注入传感光纤的另一端，注入传感光纤内的泵浦光1与泵浦光2在光纤内发生受激布里渊散射，产生布里渊动态光栅，产生的布里渊动态光栅作为光纤分布式振动传感系统的传感信号动态增强源；

当采用单端方式注入时，泵浦光1经由光放大器、起偏器和分束器注入到传感光纤内，在传感光纤的另一端经由反射镜的反射作用反射为泵浦光2，泵浦光1和泵浦光2在光纤内传输，产生布里渊动态光栅；

S3：开启光纤分布式振动传感系统，脉冲光发生模块产生的探测光经由环形器和分束器进入传感光纤，后向散射的传感光在布里渊动态光栅处得到增强；

S4：信号得到增强的传感光经返回至环形器，经由环形器进入光纤分布式振动传感系统的传感信号解调模块，解析出传感光纤的分布式振动信息。