[发明专利]基于Golay互补序列的相位敏感型光时域反射仪及其实现方法

摘要

本发明涉及一种基于Golay互补序列的相位敏感型光时域反射仪,该反射仪包括输入光产生单元(1)、保偏分束器(2)、编码序列调制单元(3)、环形器(4)、待测光纤(5)、零差移频器(6)、偏振控制单元(7)、探测单元(8)及信号解调单元(9)；同时还公开了基于Golay互补序列实现相位敏感型光时域反射仪的方法。本发明探测单元使用了I/Q解调系统，可以用精炼的结构实时有效地还原真实后向瑞利散射光的全部光场信息尤其是绝对相位信息；其本振光增益使得解调光纤尾端的极弱信号成为了可能，所以此系统有助于延长系统的传感距离。

主权项

1.基于Golay互补序列实现相位敏感型光时域反射仪的方法，该相位敏感型光时域反射仪包括输入光产生单元(1)、保偏分束器(2)、编码序列调制单元(3)、环形器(4)、待测光纤(5)、零差移频器(6)、偏振控制单元(7)、探测单元(8)及信号解调单元(9)；所述输入光产生单元(1)、保偏分束器(2)、零差移频器(6)、偏振控制单元(7)、探测单元(8)及信号解调单元(9)顺次信号连接；所述保偏分束器(2)还顺次连接所述编码序列调制单元(3)、环形器(4)及待测光纤(5)，所述环形器(4)和探测单元(8)相互信号连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将进行强度调制的适用于单极性系统的4行Golay互补序列打入待测光纤(5)，用于接收其后向瑞利散射光信号；2)采集待测光纤(5)后向瑞利散射光信号作为每行的系统相应，将上述4行Golay互补序列的系统响应进行自相关运算解码，恢复得到单脉冲相位响应；单脉冲相位响应的恢复方法如下：设打入待测光纤(5)的4行用于单极性系统的强度调制Golay互补序列为A₁、A₂和B₁、B₂，相应得到的4行序列系统响应分别为R_A1(t)、R_A2(t)和R_B1(t)、R_B2(t)；基于4行序列的瑞利散射光信号响应将恢复单个码字，即单脉冲的系统响应，恢复公式如下：式中，表示互相关运算；W(t)表示相位敏感型光时域反射仪的单脉冲响应；3)将得到的单脉冲相位响应通过解卷绕运算得到相位信息，得到单脉冲两个采样点之间的相位差；周期性打入Golay互补序列，得到两个采样点之间相位差随时间的变化量，根据相位差与外界振动的频率和幅度成正比关系，则可以恢复外界振动的频率和幅度。