[发明专利]基于瑞利散射的单端混沌布里渊动态应变测量装置及方法

摘要

本发明公开一种基于瑞利散射的单端混沌布里渊动态应变测量装置及方法，旨在满足当前对分布式传感长距离、高分辨率、大动态范围、实时快速的应用需求，同时解决布里渊光相干域分析系统中泵浦光与探测光需要双端入射，导致系统出现断点就无法工作的问题。光源输出的连续光经耦合器分为两路，一路作为泵浦光，另一路由高速电光调制器进行双边带调制，其后向瑞利散射光作为探测光与泵浦光发生受激布里渊散射，通过高速数据采集系统采集到的强度信息与应变的对应关系解调出相应的动态应变值。本发明结构简单，成本低、能有效减小信号功率波动，实现单端、高空间分辨率、长距离、稳定性好的动态应变测量。

主权项

1.一种基于瑞利散射的单端混沌布里渊动态应变测量装置，其特征在于：包括宽频混沌激光源（1）、第一1×2光纤耦合器（2）、第一偏振控制器（3）、高速电光调制器（4）、宽带微波信号源（5）、第一光放大器（6）、第二光放大器（7）、第二偏振控制器（8）、半导体光放大器（9）、脉冲信号发生器（10）、第三光放大器（11）、可编程光延时发生器（12）、第二1×2光纤耦合器（13）、光环行器（14）、传感光纤（15）、可调谐光滤波器（16）、光电探测器（17）、锁相放大器（18）、计算机（19）；其中，宽频混沌激光源（1）的输出端与第一1×2光纤耦合器（2）的输入端连接；第一1×2光纤耦合器（2）的第一输出端与第一偏振控制器（3）的输入端连接；第一偏振控制器（3）的输出端与高速电光调制器（4）的光纤输入端连接；宽带微波信号源（5）的射频输出端通过高频同轴电缆与高速电光调制器（4）的射频输入端连接；高速电光调制器（4）的光纤输出端通过单模光纤跳线与第一光放大器（6）的输入端连接；第一光放大器（6）的输出端通过单模光纤跳线与第二1×2光纤耦合器（13）的第一输入端连接；第一1×2光纤耦合器（2）的第二输出端通过单模光纤跳线与第二光放大器（7）的输入端连接；第二光放大器（7）的输出端通过单模光纤跳线与第二偏振控制器（8）的输入端连接；第二偏振控制器（8）的输出端与半导体光放大器（9）的光纤输入端连接；脉冲信号发生器（10）的第一射频输出端通过高频同轴电缆与半导体光放大器（9）的射频输入端连接；半导体光放大器（9）的光纤输出端通过单模光纤跳线与第三光放大器（11）的输入端连接；第三光放大器（11）的输出端通过单模光纤跳线与可编程光延时发生器（12）的输入端连接；可编程光延时发生器（12）的输出端通过单模光纤跳线与第二1×2光纤耦合器（13）的第二输入端连接；第二1×2光纤耦合器（13）的输出端与光环行器（14）的输入端连接；光环行器（14）的输出端与传感光纤（15）的首端连接；传感光纤（15）的末端绕小环；光环行器（14）的反射端与可调谐光滤波器（16）的输入端连接；可调谐光滤波器（16）的输出端通过单模光纤跳线与光电探测器（17）的输入端连接；光电探测器（17）的输出端通过高频同轴电缆与锁相放大器（18）的信号输入端连接；脉冲信号发生器（10）的第二射频输出端通过高频同轴电缆与锁相放大器（18）的射频控制端口连接，宽带微波信号源（5）的外部触发端口通过高频同轴电缆与锁相放大器（18）的外部触发端口连接；锁相放大器（18）的信号输出端与计算机（19）连接。