[发明专利]一种基于多模光纤的布里渊光时域反射计

说明书

本发明公开了一种基于多模光纤的布里渊光时域反射计，包括激光器、偏振控制器、第一可变光衰减器、电光调制器、脉冲发生器、偏压控制器、光纤耦合器、第二可变光衰减器、第一掺铒光纤放大器、第一隔离器、第一光栅滤波器、第三可变光衰减器、多模光纤环形器、第二掺铒光纤放大器、第二隔离器、第二光栅滤波器、第四可变光衰减器、扰偏器、多模传感光纤、光电检测器、带通滤波器、数据采集装置和数据处理终端；本发明利用光纤中的瑞利散射信号与自发布里渊散射信号相互作用，消除了光源频率漂移的影响，稳定性好，而且无需移频参考光路，简化了系统结构。

技术领域

本发明属于分布式光纤传感领域，具体涉及一种基于多模光纤的布里渊光时域反射计。

背景技术

在电力、石油、桥梁、铁路等行业中，分布式光纤传感技术凭借光纤的体积小、重量轻、抗电磁干扰、可同时作为传感和传输元件的特点，以及分布式测量和故障点定位能力，已经引起了广泛地关注，并成功地应用于上述领域中。

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术根据探测信号的不同，分为布里渊光时域反射(BOTDR)和布里渊光时域分析(BOTDA)。与探测受激布里渊散射信号的布里渊光时域分析不同，布里渊光时域反射探测的是自发布里渊散射信号，系统结构简单，只需单端测量即可满足工程实际的需要，但自发布里渊散射信号较微弱，在布里渊光时域反射中通常采用相干外差检测的方式来进行信号的获取和处理，即通过检测移频后的参考光与光纤中自发布里渊散射光的拍频信号进行检测。但是参考光与经历了传感过程的自发布里渊散射光在外差检测过程中会受到光源频率漂移等因素的影响，且相应的移频操作也会增加系统复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多模光纤的布里渊光时域反射计，利用光纤中的瑞利散射信号与自发布里渊散射信号相互作用，消除光源频率漂移的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于多模光纤的布里渊光时域反射计，包括激光器、偏振控制器、第一可变光衰减器、电光调制器、脉冲发生器、偏压控制器、光纤耦合器、第二可变光衰减器、第一掺铒光纤放大器、第一隔离器、第一光栅滤波器、第三可变光衰减器、多模光纤环形器、第二掺铒光纤放大器、第二隔离器、第二光栅滤波器、第四可变光衰减器、扰偏器、多模传感光纤、光电检测器、带通滤波器、数据采集装置和数据处理终端；

所述激光器、偏振控制器、第一可变光衰减器和电光调制器依次连接，所述第一可变光衰减器输出端连接所述电光调制器输入端；

所述电光调制器，射频端连接所述脉冲发生器输出端，直流端连接所述偏压控制器输出端，输出端连接所述光纤耦合器输入端；

所述光纤耦合器输出端连接所述第二可变光衰减器输入端；所述光纤耦合器输出端还连接所述偏压控制器输入端；

所述第二可变光衰减器、第一掺铒光纤放大器、第一隔离器、第一光栅滤波器和第三可变光衰减器依次连接；

所述第三可变光衰减器输出端连接所述多模光纤环形器的第一光口；所述扰偏器连接所述多模光纤环形器的第二光口，所述多模传感光纤连接所述扰偏器；所述第二掺铒光纤放大器连接所述多模光纤环形器的第三光口；

所述第二掺铒光纤放大器、第二隔离器、第二光栅滤波器、第四可变光衰减器、光电检测器、带通滤波器、数据采集装置和信号处理终端依次连接。

可选的，所述激光器为窄线宽激光器。

可选的，所述数据采集装置为数据采集卡。

可选的，所述信号处理终端为计算机。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明利用多模传感光纤中的瑞利散射信号与自发布里渊散射信号相互作用，消除了光源频率漂移的影响，稳定性好，而且无需移频参考光路，简化了系统结构。

附图说明