[发明专利]受激拉曼散射效应抑制装置与方法及分布式光纤传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统，特别是涉及一种受激拉曼散射效应抑制装置与方法及采用该受激拉曼散射效应抑制装置的分布式光纤传感系统。

背景技术

近年来，基于拉曼散射效应的分布式光纤传感系统得到了很快的发展，在该光纤传感系统中，拉曼散射信号光与拉曼脉冲泵浦光常常会在同一根光纤中传输。当拉曼散射信号光与拉曼脉冲泵浦光在同一根光纤中传输时，前向拉曼散射信号光与拉曼脉冲泵浦光同步向前传播，在空间上互相重叠，前向拉曼散射信号光将受到拉曼脉冲泵浦光的持续放大而出现受激拉曼散射，前向受激拉曼散射信号光受到瑞利散射，部分光向后传播，与后向拉曼散射信号光叠加在一起，后向拉曼散射信号光异常增长，导致无法解调出正常的传感信息。光纤越长，拉曼脉冲泵浦光越强，越容易出现受激拉曼散射效应，因此传统的分布式光纤传感系统只能使用较低的脉冲泵浦光功率或者较短的传感距离，较低的脉冲泵浦功率导致低的系统信噪比和低的测温性能。

发明内容

为了延长分布式光纤传感系统距离并提高系统测温性能，有必要提供一种受激拉曼散射效应抑制装置及其方法，在脉冲泵浦光功率很高，光纤很长时，能抑制受激拉曼散射效应的产生。另外提供一种采用该受激拉曼散射效应抑制装置的分布式光纤传感系统。

一种受激拉曼散射效应抑制装置，包括将光信号从一个第一合波通道分成至少两个分光通道的第一波分复用器与将至少两个分光通道合成一个第二合波通道的第二波分复用器，所述第一波分复用器的至少两个分光通道与所述第二波分复用器的至少两个分光通道之间通过至少两路光纤对应连接，所述至少两路光纤中的至少一路光纤上设有对光信号进行延迟使所述至少一路光纤的传输距离不同的光信号延迟装置。。

在其中一个实施例中，所述第一波分复用器的至少两个分光通道的数量为两个，分别为传输拉曼脉冲泵浦光的第一泵浦信号端口和传输拉曼散射信号光的第一拉曼信号端口，所述第二波分复用器的至少两个分光通道的数量为两个，分别为传输拉曼脉冲泵浦光的第二泵浦信号端口和传输拉曼散射信号光第二拉曼信号端口，所述第一拉曼信号端口与所述第二拉曼信号端口之间连接有对光信号进行延迟的光信号延迟装置。

在其中一个实施例中，所述第一波分复用器的至少两个分光通道的数量为两个，分别为传输拉曼脉冲泵浦光的第一泵浦信号端口和传输拉曼散射信号光的第一拉曼信号端口，所述第二波分复用器的至少两个分光通道的数量为两个，分别为传输拉曼脉冲泵浦光的第二泵浦信号端口和传输拉曼散射信号光第二拉曼信号端口，所述第一泵浦信号端口与所述第二泵浦信号端口之间连接有对光信号进行延迟的光信号延迟装置。

在其中一个实施例中，所述第一波分复用器的至少两个分光通道的数量为三个，分别为第一光信号传输端口、第二光信号传输端口和第三光信号传输端口，所述第二波分复用器的至少两个分光通道的数量为三个，分别为第四光信号传输端口、第五光信号传输端口和第六光信号传输端口，所述第一光信号传输端口与所述第四光信号传输端口之间连接有光信号延迟装置。

在其中一个实施例中，所述第二光信号传输端口与所述第五光信号传输端口之间也连接有光信号延迟装置。

在其中一个实施例中，所述第一光信号传输端口与所述第四光信号传输端口之间的光信号延迟装置与所述第二光信号传输端口与所述第五光信号传输端口之间的光信号延迟装置对光信号的延迟时间不同。

在其中一个实施例中，所述光信号延迟装置为光纤延迟线。

一种分布式光纤传感系统，包括产生拉曼脉冲泵浦光的拉曼脉冲泵浦光源、与拉曼脉冲泵浦光源通过光纤相连的波分复用器、与波分复用器和拉曼脉冲泵浦光源相连并对光信号进行分析处理的拉曼信号处理控制装置，所述分布式光纤传感系统还包括与所述波分复用器相连的第一传感光纤、与所述第一传感光纤相连的第一受激拉曼散射效应抑制装置和与所述第一受激拉曼散射效应抑制装置相连的第二传感光纤，所述第一受激拉曼散射效应抑制装置包括将光信号从一个第一合波通道分成至少两个分光通道的第一波分复用器与将至少两个分光通道合成一个第二合波通道的第二波分复用器，所述第一波分复用器的至少两个分光通道与所述第二波分复用器的至少两个分光通道之间通过至少两路光纤对应连接，所述至少两路光纤中的至少其中一路光纤上设有对光信号进行延迟使所述至少一路光纤的传输距离不同的光信号延迟装置。