[发明专利]基于相位解调的分布式光纤扰动信号模拟设备及使用方法

权利要求书

1.基于相位解调的分布式光纤扰动信号模拟设备，其特征在于，包括依次连接的窄线宽激光器、1×2光纤耦合器、声光调制器AOM、掺铒光纤放大器EDFA、光纤环行器CIR、第一波分复用器WDM-1、N个串联成一体的缠绕光纤压电陶瓷PZT、第二波分复用器WDM-2、光纤隔离器ISO，还包括依次连接的稳偏器、分光比为50:50的2×2光纤耦合器、平衡探测器和解调模块，所述1×2光纤耦合器依次连接稳偏器、分光比为50:50的2×2光纤耦合器和光纤环行器CIR共同构成马赫曾德尔光纤干涉仪，N个串联成一体的缠绕光纤压电陶瓷PZT与解调模块连接，解调模块外接计算机终端，其中，窄线宽激光器输出高相干的激光接入马赫曾德尔光纤干涉仪的1×2光纤耦合器将激光分成两束，一束作为测量激光首先经声光调制器AOM移频和调制成脉冲激光、然后经掺铒光纤放大器EDFA进行光功率放大、再经光纤环行器CIR输出、经长度为L1米的光纤A至第一波分复用器WDM-1的透射端口，第一波分复用器WDM-1的反射端与第一光接口X1连接，第一波分复用器WDM-1的公共端与第二光接口X2连接，第二光接口X2采用外置传感光缆或光纤跳线连接第三光接口X3，第三光接口X3与N个串联成一体的缠绕光纤压电陶瓷PZT的光输入端连接，N个串联成一体的缠绕光纤压电陶瓷PZT的光输出端与第二波分复用器WDM-2的公共端连接，第二波分复用器WDM-2的反射端连接第四光接口X4，第二波分复用器WDM-2的透射端采用长度为L2米的光纤B连接光纤隔离器ISO；从光纤环行器CIR第二端口至光纤隔离器ISO的光纤后向瑞利散射信号沿原激光脉冲传输光路反向传输进入光纤环行器CIR第二端口、由光纤环行器CIR第三端口输出进入2×2光纤耦合器的输入端口2、与1×2光纤耦合器输出的另一束经稳偏器输出、成为圆偏振光的、接入2×2光纤耦合器的输入端口1的本振激光相干；2×2光纤耦合器的输出端口3和输出端口4输出两路相干信号，接入平衡探测器，并将光电转换信号输出至解调模块，解调模块输出端与N个串联成一体的缠绕光纤压电陶瓷PZT电接口连接，经解调模块输出N个独立的电压控制信号进入各个缠绕光纤的压电陶瓷PZT；L1、L2的长度大于分布式光纤扰动信号模拟设备的测量盲区光纤长度，光纤A长度L1、光纤B长度L2与第一波分复用器WDM-1至第二波分复用器WDM-2之间光纤长度之和小于分布式光纤扰动信号模拟设备脉冲重频对应的双向延时光纤长度。

2.根据权利要求1所述的基于相位解调的分布式光纤扰动信号模拟设备，其特征在于，所述窄线宽激光器的工作波长与第一光接口X1或第四光接口X4外接的光纤振动传感器内置激光器的工作波长至少相差0.8nm、频率间隔大于100GHz。

3.根据权利要求1所述的基于相位解调的分布式光纤扰动信号模拟设备，其特征在于，

所述稳偏器输出近似圆偏振的本振光，本振光的输出功率大于光纤环行器CIR第3端口输出的测量臂光信号输出功率的一倍、或本振光在最小的偏振方向的功率不小于光纤环行器CIR第3端口输出的测量臂光信号的功率。

4.根据权利要求1所述的基于相位解调的分布式光纤扰动信号模拟设备，其特征在于，

所述声光调制器AOM输出激光脉冲的周期大于光纤环行器CIR第二端口至光纤隔离器ISO之间的往返延时差即输出激光脉冲的重频小于光纤环行器CIR第二端口至光纤隔离器ISO之间往返延时差的倒数，输出的激光脉冲宽度等于单个压电陶瓷缠绕光纤的往返延时差。