[发明专利]基于泵浦脉冲扫频的动态布里渊光时域分析系统

权利要求书

1.一种基于泵浦脉冲扫频的动态布里渊光时域分析系统，其特征在于，包括激光器、耦合器、第一电光调制器、第二电光调制器、微波源、任意波形发生器、第一滤波器、环形器和传感光纤，所述激光器的输出端与所述耦合器的输入端连接，所述耦合器的第一输出端连接所述第一电光调制器的第一输入端，所述第一电光调制器的第二输入端连接所述微波源，输出端通过所述第一滤波器与所述传感光纤的第一端连接；所述耦合器的第二输出端连接所述第二电光调制器的第一输入端，所述第二电光调制器的第二输入端连接任意波形发生器，输出端连接所述环形器的第一端，所述环形器的第二端连接所述传感光纤的第二端，所述环形器的第三端与分析处理装置连接；

所述激光器通过所述耦合器将其输出的激光信号分成两路，其中一路激光信号传输至所述第一电光调制器，所述第一电光调制器根据所述微波源提供的固定频率的微波信号，将该路激光信号调制成探测光，所述第一滤波器滤除所述探测光的高频部分并将滤波后的探测光传输给所述传感光纤的第一端；另一路激光信号传输至所述第二电光调制器，所述第二电光调制器根据所述任意波形发生器的输出波形，对该路激光信号同时进行频率调制和脉冲调制，形成泵浦脉冲，并通过所述环形器将所述泵浦脉冲传输给所述传感光纤的第二端；

所述传感光纤根据所述泵浦脉冲以及所述滤波后的探测光，基于受激布里渊散射对外界环境进行感测并通过所述环形器将感测信号传输给所述分析处理装置，由所述分析处理装置对所述感测信号进行扫频，以动态分析所述传感光纤感测到的时域信息；所述任意波形发生器的输出波形包括长脉冲和短脉冲，且其波形根据所述长脉冲和短脉冲的预设脉冲宽度、相邻脉冲之间的预设时间间隔以及扫描的起始频率、频率扫描步长来决定，扫描的起始频率大于两倍的所述传感光纤的布里渊增益谱带宽。

2.根据权利要求1所述的基于泵浦脉冲扫频的动态布里渊光时域分析系统，其特征在于，所述相邻脉冲之间的预设时间间隔由所述传感光纤的长度决定，其大于2倍所述泵浦脉冲在所述传感光纤中的传输时间。

3.根据权利要求1所述的基于泵浦脉冲扫频的动态布里渊光时域分析系统，其特征在于，所述任意波形发生器的输出波形V_AWG表示为：

其中f_i＝f₀+(i-1)f_step，V₀表示所述输出波形的初始幅值，rect()表示矩形函数，t表示所述输出波形的对应时间，τ₁表示所述输出波形中长脉冲的脉冲宽度，τ₂表示所述输出波形中短脉冲的脉冲宽度，T_in表示所述输出波形中两个相邻脉冲之间的预设时间间隔，f₀表示所述扫描的起始频率，f_step表示频率扫描步长。

4.根据权利要求1所述的基于泵浦脉冲扫频的动态布里渊光时域分析系统，其特征在于，所述第一电光调制器根据所述微波源提供的微波信号，将该路激光信号调制成双边带信号，所述第一滤波器滤除所述双边带信号的上边带保留下边带并将滤波后的双边带信号传输给所述传感光纤的第一端，且该路微波信号的频率在此过程中保持不变。

5.根据权利要求1所述的基于泵浦脉冲扫频的动态布里渊光时域分析系统，其特征在于，还包括第一偏振控制器和第二偏振控制器，所述第一偏振控制器设置在所述第一电光调制器与所述传感光纤的第一端之间，所述第二偏振控制器设置在所述第二电光调制器与所述传感光纤的第二端之间；所述第一偏振控制器和第二偏振控制器都用于对输入至所述传感光纤的信号的偏振状态进行调整，以使该信号能够输入到所述传感光纤的慢轴。

6.根据权利要求1或5所述的基于泵浦脉冲扫频的动态布里渊光时域分析系统，其特征在于，还包括第一光放大器和第二光放大器，所述第一光放大器设置在所述第一电光调制器与所述传感光纤的第一端之间，所述第二光放大器设置在所述第二电光调制器与所述传感光纤的第二端之间；所述第一光放大器和第二光放大器都用于对输入至所述传感光纤的信号进行放大。