[发明专利]基于混沌BOCDA的温度与应变同时测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于混沌BOCDA的温度与应变同时测量装置，包括混沌激光器（1）、光纤耦合器（3）、第一偏振控制器（4）、第一电光调制器（5）、光延迟发生器（6）、第一光放大器（7）、光扰偏器（8）、传感光纤（10）、第二偏振控制器（11）、第二光放大器（12）、信号发生器（13）、第二电光调制器（14）、第三光放大器（15）、光环形器（16）、滤波器（17）、光电探测器（18）、锁相放大器（19）、任意脉冲函数发生器（20）、数据采集卡（21）和计算单元；

所述混沌激光器（1）的出射端与光纤耦合器（3）的入射端连接；光纤耦合器（3）的第一出射端与第一偏振控制器（4）的入射端连接；第一偏振控制器（4）的出射端与第一电光调制器（5）的光入射端连接；信号发生器（13）的射频输出端与第一电光调制器（5）的射频入射端连接；第一电光调制器（5）的光出射端与光延迟发生器（6）的入射端连接；光延迟发生器（6）的出射端与第一光放大器（7）的入射端连接；第一光放大器（7）的出射端通过与光扰偏器（8）的入射端连接；光扰偏器（8）的出射端与传感光纤（10）的一端连接；传感光纤（10）的另一端与光环形器（16）的反射端连接；

光纤耦合器（3）的第二出射端与第二偏振控制器（11）的入射端连接；第二偏振控制器（11）的出射端与第二光放大器（12）的入射端连接；第二光放大器（12）的出射端与第二电光调制器（14）的光入射端连接；任意脉冲函数发生器（20）的射频输出端与第二电光调制器（14）和锁相放大器（19）的射频输入端连接，用于给第二电光调制器（14）提供调制信号以及给锁相放大器（19）提供锁相参考信号；第二电光调制器（14）的光出射端与第三光放大器（15）的入射端连接；第三光放大器（15）的出射端与光环形器（16）的入射端连接；

光环形器（16）的出射端输出的光信号经滤波器（17）滤波后被光电探测器（18）探测；光电探测器（18）的输出的信号经锁相放大器（19）进行采样后由数据采集卡（21）进行AD转化后输出至计算单元，所述计算单元用于根据数据采集卡（21）采集得到的布里渊增益谱中的峰一和峰二的频移，计算得到传感光纤（10）中发生受激布里渊散射作用位置处的温度信息和应变信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于混沌BOCDA的温度与应变同时测量装置，其特征在于，所述信号发生器（13）的射频输出端还与所述锁相放大器（19）的射频输入端连接，用于使锁相放大器（19）的数据采样过程与第一电光调制器（5）的频率扫描同步。

3.根据权利要求1所述的一种基于混沌BOCDA的温度与应变同时测量装置，其特征在于，还包括第一光隔离器（2）和第二光隔离器（9），所述第一光隔离器（2）设置在混沌激光器（1）的出射端与光纤耦合器（3）的入射端之间，所述第二光隔离器（9）设置在光扰偏器（8）的出射端与传感光纤（10）的入射端之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于混沌BOCDA的温度与应变同时测量装置，其特征在于，所述传感光纤为LEAF光纤。

5.根据权利要求1所述的一种基于混沌BOCDA的温度与应变同时测量装置，其特征在于，混沌激光器（1）的中心波长为1550nm，光纤耦合器（3）为1×2光纤耦合器，其第一出射端与第二出射端的耦合比为90：10，第一电光调制器（5）和第二电光调制器（14）采用AZ-DK5-20-FFU-SFU-LV-SRF1W型强度调制器，光延迟发生器（6）采用ODG-101高精度可编程光延迟线，第一光放大器（7）、第二光放大器（12）、第三光放大器（15）采用掺铒光纤放大器，光扰偏器（8）采用PCD-104型扰偏器，信号发生器（13）采用EXG-N5173B型信号源，滤波器（17）采用XTM-50带宽波长可调型滤波器，光电探测器（18）采用PM100D探测计；所述任意脉冲函数发生器（20）用于发送脉冲信号至第二电光调制器（14）。