[发明专利]一种抑制光频域反射仪的激光器非线性扫描装置和方法

摘要

一种抑制光频域反射仪的激光器非线性扫描影响的装置和方法。该装置主要包括主干涉仪和附加干涉仪，附加干涉仪采用双法拉第旋转镜反射，抑制了干涉仪中偏振衰落现象。在主干涉仪中采用平衡探测技术，抑制系统共模噪声，提高系统信噪比3dB以上。方法上，对附加干涉仪的拍频干涉信号采用希尔伯特算法，提取出光频信息，再利用非均匀快速傅里叶变换技术（NUFFT）对主干涉仪的拍频信息进行处理，达到抑制光频非线性扫描的效果，压窄反射峰300倍以上，提高光频域反射仪的空间分辨率。

主权项

一种抑制光频域反射仪的激光器非线性扫描影响的装置，其特征在于该装置包括：扫描激光器：用于为光频域反射系统提供光源，其光频能够进行线性扫描；1：99光分束器：激光器的出射光由光分束器的第一端口进入，并以1：99的比例分别从第二、第三端口分配到附加干涉仪和主干涉仪；附加干涉仪：用于对激光器光频的采集和监控；包括隔离器、第一50：50耦合器、第一法拉第转镜和第二法拉第转镜、延迟光纤和探测器；隔离器、防止附加干涉仪中第一50：50耦合器的第二端口的反射光进入激光器；第一50：50耦合器、用于光干涉，光从第一50：50耦合器的第二端口进入，从第三、第四端口出射，分别被两臂的第一法拉第转镜和第二法拉第转镜反射，返回到第三、第四端口，两束光在第一50：50耦合器中发生干涉，从第一端口输出；两个法拉第转镜、用于为干涉仪提供反射，且能够消除干涉仪的偏振衰落现象；延迟光纤、用于实现非等臂的拍频干涉，能够根据拍频和延迟光纤长度得到光频；探测器、用于采集第一50：50耦合器从第一端口的出射光，即附加干涉仪的拍频信号；主干涉仪：是光频域反射仪的核心，包括环行器、第二50：50耦合器、参考臂及第三法拉第转镜、测试臂及待测光纤和平衡探测器；环行器、作用是光从环行器的第一端口进入，从第二端口出射，而从第二端口进入的反射光，从环行器的第三端口出射；第二50：50耦合器、作用是，将由第一端口进入的光分为两束从第三、第四端口出射，分别进入参考臂和测试臂，从参考臂末端的第三法拉第转镜的反射光以及测试臂中待测光纤各个位置的背向散射光分别进入第二50：50耦合器的第三、第四端口，在第二50：50耦合器中进行拍频干涉，从第二50：50耦合器的第一端口和第二端口输出；平衡探测器、作用是接收从环行器第三端口的出射光以及从第二50：50耦合器的第二端口的出射光，能够抑制共模噪声并提高系统信噪比3dB；采集装置：用于采集附加干涉仪中的探测器和主干涉仪中的平衡探测器采集的干涉信号；计算机：对采集装置采集的干涉信号进行数据处理，包括对干涉信号进行快速傅里叶变换，得到待测光纤中距离与反射光信号的关系，以及利用非均匀快速傅里叶变换技术用于抑制光频域反射仪激光器的光频非线性扫描的影响。