[发明专利]一种结合PGC技术和Φ-OTDR技术探测光纤振动的方法及装置

权利要求书

1.一种结合PGC技术和Φ-OTDR技术探测光纤振动的方法，其特征在于，将窄线宽激光分成两路，一路作为参考光，通过PZT进行相位外调制后，引入光纤干涉仪；另一路作为信号光，通过Φ-OTDR方式获得瑞利后向散射光后，引入光纤干涉仪；通过光纤干涉仪实现信号光和参考光的干涉；采用反正切PGC解调法对干涉信号进行解调，对干涉信号通过贝塞尔函数进行展开，获得后向散射光相位信息，从而得到高精度的待测光纤振动信息。

2.根据权利要求1所述的探测光纤振动的方法，其特征在于，所述采用反正切PGC解调法对干涉信号进行解调，具体为：原信号分别与单倍频和二倍频混频低通滤波后得到两个正交的正弦项和余弦项，将两个正交项相除得到正切信号，再进行反正切运算，最后经过高通滤波实现信号的解调。

3.一种结合PGC技术和Φ-OTDR技术探测光纤振动的装置，其特征在于，该装置包括：激光二极管(1)、隔离器(2)、功率分叉器(3)、第一EDFA功率放大器(4)、第一环形器(5)、第一FBG光纤布拉格光栅(6)、第二环形器(7)、第二EDFA功率放大器(8)、第三环形器(9)、第二FBG光纤布拉格光栅(10)、衰减器(11)、压电陶瓷(12)、压电陶瓷调制器(13)和待测光纤(18)；其中，所述激光二极管(1)、隔离器(2)和功率分叉器(3)依次相连，功率分叉器(3)的输出端分别连接第一EDFA功率放大器(4)和衰减器(11)；第一EDFA功率放大器(4)连接第一环形器(5)的第一端口，第一环形器(5)的第二端口和第三端口分别连接第一FBG光纤布拉格光栅(6)、第二环形器(7)的第一端口，第二环形器(7)的第二端口连接待测光纤(18)，第三端口依次连接第二EDFA功率放大器(8)、第三环形器(9)的第一端口，第三环形器(9)的第二端口连接第二FBG光纤布拉格光栅(10)，第三端口输入光纤干涉仪；衰减器(11)与压电陶瓷(12)相连后输入光纤干涉仪，压电陶瓷(12)由压电陶瓷调制器(13)驱动。

4.根据权利要求3所述的探测光纤振动的装置，其特征在于，所述光纤干涉仪包括依次连接的2x1耦合器(14)、光电二极管(15)、模拟数字转换器(16)、DSP芯片(17)，2x1耦合器(14)接收压电陶瓷(12)输出的参考光和第三环形器(9)的第三端口输出的信号光，通过光电二极管(15)转换成电信号，通过模拟数字转换器(16)转化成数字信号，通过DSP芯片(17)将干涉信号进行解调，获得后向散射光相位信息，从而得到高精度的待测光纤振动信息。

5.根据权利要求3所述的探测光纤振动的装置，其特征在于，所述激光二极管(1)为DFB激光二极管或DBR激光二极管。

6.根据权利要求3所述的探测光纤振动的装置，其特征在于，所述功率分叉器(3)分出90-99％功率的光用作探测光输入第一EDFA功率放大器(4)，剩余1-10％功率的光为参考光输入衰减器(11)。