[发明专利]基于梳状频谱连续探测光的BOTDA系统

摘要

一种基于梳状频谱连续探测光的BOTDA系统，本系统通过采用梳状频谱连续探测光和窄线宽的单频泵浦脉冲光来产生受激布里渊散射，梳状频谱连续探测光按受激布里渊增益谱线得到放大，所采用的梳状频谱间隔比所需频率测量精度大的梳状频谱，再通过测量经过受激布里渊散射作用后的梳状频谱中不同频率的功率来获得各自频率处的功率，最后结合谱线拟合算法来获取完整的布里渊散射谱，获得该空间位置上的温度和应变；本发明提高BOTDA系统的动态特性，提高了空间分辨率，简化系统的频谱扫描设备，提高谱线拟合的速度，克服了梳状频谱间隔和脉冲宽度间的制约问题，又解决了连续扫频系统的速度问题。

主权项

一种基于梳状频谱连续探测光的BOTDA系统，其特征是本系统通过采用梳状频谱连续探测光和窄线宽的单频泵浦脉冲光来产生受激布里渊散射，梳状频谱连续探测光按受激布里渊增益谱线得到放大，所采用的梳状频谱间隔比所需频率测量精度大的梳状频谱，再通过测量经过受激布里渊散射作用后的梳状频谱中不同频率的功率来获得各自频率处的功率，最后结合谱线拟合算法来获取完整的布里渊散射谱，获得谱的峰值和面积，得到布里渊频移和布里渊散射信号功率，由布里渊频移和布里渊散射信号功率获得该空间位置上的温度和应变，改变测量时刻，则获得沿光纤的温度和应变分布；基于梳状频谱连续探测光的BOTDA系统包括以下步骤：1）  窄线宽光源输出的连续光信号一分为三；2）  第一路光用光幅度调制器进行调制，从而获得梳状频谱连续探测光，通过调整光幅度调制器的参数可改变梳状频谱的间隔；3）   二路光用光强度调制器调制，可获得频率上移和下移的泵浦光脉冲，合理设置光强度调制器的参数，可使其频率移动正好等于或近似等于布里渊频移；通过光滤波器选取频率上移的光信号做泵浦光脉冲；5）  将梳状频谱连续探测光和泵浦脉冲光从两端注入传感光纤，在其中将产生受激布里渊散射；第三路光和经过受激布里渊作用的探测光进行外差，并获取外差后信号的频谱；对测得频谱进行拟合，获得谱的峰值和面积，因此可得到布里渊频移和布里渊散射信号功率，由布里渊频移和布里渊散射信号功率可获得该空间位置上的温度和应变；改变测量时刻，则可获得沿光纤的温度和应变分布。