[发明专利]基于双声光调制器的光时域反射仪及其共模抑制方法

权利要求书

1.一种基于双声光调制器的相位敏感型光时域反射仪的共模抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

激光器输出频率为ω+Δω的光信号，其中激光器产生的频率噪声为Δω；

将激光器输出的光信号分为两路光信号，将第一路光信号经过一个声光调制器进行调制，调制后的频率变为ω+Δω+f1+Δf1，第二路光信号经过另一个声光调制器进行调制，调制后的频率变为ω+Δω+f2+Δf2；

对两路光信号进行直接拍频，以消除激光器的频率噪声Δω，生成频率为(f1-f2)+(Δf1-Δf2)的参考信号；

第一路光信号经放大后进入传感光纤，传感光纤的背向散射光的频率为ω+Δω+f1+Δf1+ΔΦ，其与第二路光信号经过拍频后得到频率为(f1-f2)+(Δf1-Δf2)+ΔΦ的测量信号；

采集所述测量信号与所述参考信号，并进行相位解调，以对参考信号和测量信号进行相位比较，获得待测信号ΔΦ。

2.一种基于双声光调制器的相位敏感型光时域反射仪，其特征在于，包括：

激光器，输出光信号，该光信号中包含激光器产生的频率噪声；分光器件，将激光器产生的光信号分为第一路光信号和第二路光信号，其中第一路光信号注入传感光纤；

第一声光调制器，与分光器件连接，对第一路光信号进行声光调制；

第二声光调制器，与分光器件连接，对第二路光信号进行声光调制；

第一拍频电路，将经过第一声光调制器和第二声光调制器调制的信号进行拍频，生成参考信号，以消除激光器的频率噪声；

第二拍频电路，将传感光纤的背向散射光与第二路光信号进行拍频，得到测量信号；

多通道同步数据采集电路，与第一拍频电路和第二拍频电路连接，采集参考信号和测量信号；

数字信号并行计算单元，将多通道同步数据采集电路采集的数字信号进行相位解调，以对参考信号和测量信号进行相位比较，获得待测信号。

3.根据权利要求2所述的反射仪，其特征在于，该反射仪还包括数据显示及存储模块，将数字信号并行计算单元的待测信号进行显示和存储。

4.根据权利要求2所述的反射仪，其特征在于，该反射仪还包括时序同步及控制电路，与多通道同步数据采集电路连接，对其进行控制，实现光探测脉冲触发和同步采样；第一声光调制器和第二声光调制器均通过射频信号驱动源驱动。

5.一种基于双声光调制器的相位敏感型光时域反射仪，其特征在于，包括窄线宽光纤激光器（1）、第一光纤耦合分束器（2）、第二光纤耦合分束器（5）、第三光纤耦合分束器（6）、第四光纤耦合分束器（10）、第五光纤耦合分束器（12）、第一声光调制器（3）、第二声光调制器（4）、掺铒光纤放大器（7）、光纤环形器（8）、第一光电探测器（11）、第二光电探测器（13）和多通道同步数据采集卡（14）；

所述窄线宽光纤激光器(1) 发出的光经所述的第一光纤耦合分束器（2）分成两路光信号，其中一路光信号经过第一声光调制器（3），另一路光信号经过第二声光调制器（4），两路光信号经过声光调制后再通过第二光纤耦合分束器（5）和第三光纤耦合分束器（6）；

经过第一光纤耦合分束器（2）、第二光纤耦合分束器（5）的光又被各自分为两路，其中一路经由掺铒光纤放大器（7）、光纤环形器（8）注入到传感光纤（9），传感光纤（9）的背向散射信号光通过光纤环形器(8)的一个端口进入第五光纤耦合分束器（12）的一端，与来自第二声光调制器（4）并经过第三光纤耦合分束器（6）的一路光汇合，共同作用于第二光电探测器（13），形成测量信号；

经过第二光纤耦合分束器（5）和第三光纤耦合分束器（6）的其他两路光信号经由第四光纤耦合分束器（10）汇合共同作用于第一光电探测器（11）；

多通道同步数据采集卡（14）与第一光电探测器（11）、第二光电探测器（13）连接，对两者的电压信号进行采集；

该反射仪还包括数字信号并行计算单元（15）和数据显示及存储模块（16），数字信号并行计算单元（15）将多通道同步数据采集卡（14）采集的数字信号进行滤波、特征提取和事件模式识别，最后将处理结果送到数据显示及存储模块（16）。

6.根据权利要求5所述的反射仪，其特征在于，该反射仪还包括时序同步及控制电路（17）、第一射频信号驱动源（18）和第二射频信号驱动源（19），时序同步及控制电路（17）与多通道同步数据采集卡（14）连接，对其进行控制，实现光探测脉冲触发和同步采样；第一射频信号驱动源（18）驱动第二声光调制器（4），第二射频信号驱动源（19）驱动第一声光调制器（3）。