[发明专利]融合弱反射光栅的双脉冲相位敏感光时域反射计及其方法

摘要

本发明公开了一种融合弱反射光栅的双脉冲相位敏感光时域反射计，包括窄脉冲激光器、光调制器、环形器、数据采集装置、雪崩探测器、弱反射光栅阵列、传感光纤、脉冲信号发生器。本发明还公开了一种融合弱反射光栅的双脉冲相位敏感光时域反射计的测量振动的方法。本发明采用融合弱反射光栅阵列的方式，提高系统的信噪比。采用双脉冲的探测方法解决光栅传感大都是只对光栅所在位置事件敏感的问题，使得本发明对传感光纤沿线所有事件都敏感。由于系统信噪比很高，本发明能够测量在传感光纤长度限制下的极限频率的高频振动，且能测量低至几赫兹的低频振动。

主权项

1.一种融合弱反射光栅的双脉冲相位敏感光时域反射计，其特征在于，包括窄线宽激光器、光调制器、环形器、数据采集装置、雪崩探测器、传感光纤、脉冲信号发生器和设置在传感光纤上的弱反射光栅阵列；其中，窄线宽激光器，用于输出连续光至光调制器；脉冲信号发生器，用于控制光调制器以及同步数据采集装置的数据采集；光调制器，用于根据脉冲信号发生器的控制将连续光调制成探测双脉冲输出至环形器的第一端口；环形器，用于将探测双脉冲由其第二端口注入传感光纤中，获得包含一系列干涉脉冲的背向瑞利散射光信号输入至环形器的第二端口，并由环形器的第三端口输出至雪崩探测器；雪崩探测器，用于将包含一系列干涉脉冲的背向瑞利散射光信号转换成电信号输出至数据采集装置；数据采集装置，用于对电信号进行处理，获得传感光纤的扰动信息；所述探测双脉冲包含两个光脉冲，分别为前脉冲和后脉冲；设前后脉冲的时间间隔为τ，前脉冲和后脉冲的脉冲宽度相等，脉冲宽度其中，c为真空中光速，n_f为传感光纤折射率，ΔL为相邻弱反射光栅之间的距离间隔。