[发明专利]用于布里渊传感的脉冲光源发生装置

说明书

本发明公开了一种用于布里渊传感的脉冲光源发生装置。本发明由连续光源系统、起偏器、偏振控制系统、脉冲光源调制系统组成，其中连续光源系统包括中央控制单元、DA转换模块、恒流驱动模块、恒温控制环节、电流和温度监测单元；偏振控制系统由偏振控制器、偏振电压控制单元组成；脉冲光源调制系统包括电脉冲调制信号发生电路、双电极串联结构电光调制器、电光调制器偏置电压控制单元、9:1分束器、检测光纤构成。本发明实现了连续光、偏振态、电光调制器偏置电压的自动调节，实现了高消光比脉冲光输出，为布里渊远距离测温和应变提供稳定的脉冲光源。

技术领域

本发明涉及一种用于布里渊传感的脉冲光源发生装置，尤其是涉及偏振控制器调节线偏振光的偏正态、电光调制器工作点的自动追踪和锁定、电脉冲信号的放大，实现了脉冲光发生装置各个环节自动化控制，保证高消光比脉冲光输出。

背景技术

布里渊传感技术因能同时传递温度和应变两个变量而被广泛的应用在大型油田、天然气运输线路、煤矿等方面的安全监测，其工作环境恶劣、传输线路远、信号解调难度大，对于脉冲光信号源的性能要求高，脉冲信号的高消光比和稳定性是影响其性能的主要参数。为此，高消光比和高稳定性是实现布里渊传感的重要保证。传统的脉冲光发生装置主要利用三环片手动调节光的偏正态，同时电光调制没有实现闭环控制，电光控制器偏置电压随温度等因素发生漂移，不能实现高消光比输出。脉冲光发生装置各个部分比较独立，并没有实现整个装置的自动控制。三环片偏振控制器采用机械式调节，使用过程中要求对光线进行对轴、聚焦等操作，较为繁琐；同时存在反射损耗大、对波长很敏感、自动化程度低等缺点，很难准确的获得适合电光调制器偏振态的线偏振光。在连续光源系统中，流入激光器的电流和工作温度的微小变化，将会引起激光器输出光功率和光波长的漂移，因此保证流入激光器电流稳定和工作温度的稳定也至关重要。对于脉冲光源的调制，电光调制器工作点电压的漂移，使得光功率和消光比下降，从而影响分布式温度（或应变）测量，因此电光调制器直流偏置电压应始终处于最佳工作点。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种脉冲光源发生装置，该装置主要可分为三个环节：获得稳定的连续光、偏振态调节、脉冲光调制，这三个环节都用程序自动化控制实现。连续光源系统主要是用于控制流过激光器的电流和工作温度，设定电流大小和工作温度，保证输出光功率和波长的稳定，为后面环节提供稳定的连续光源。丢弃传统机械式调节偏振态方法，利用电动偏振控制器，控制加载到偏振控制器中偏振电压的大小，同时使用“电压扫描比对法”，自动寻找到最适合电光调制器偏振态的线偏振光，使得连续光最大化的输入电光调制器，避免因连续光偏振态和电光调制器输出偏振态不符导致功率损耗太大的缺陷。对于电光调制器工作点的调节，利用“步进-跟踪”算法，实时的监测工作点的漂移状态，往电光调制器的偏置电压控制端口加载最佳工作点，使得输出具有高消光比的脉冲光。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：