基于布里渊激光器和自外差检测的布里渊时域分析系统技术方案

基于布里渊激光器和自外差检测的布里渊时域分析系统，属于光纤传感器技术领域，它包括激光器、隔离器、耦合器、第一掺铒光纤放大器、布里渊激光器、信号发生器、相位调制器、传感光纤、环形器、第二掺铒光纤放大器、脉冲发生器、扰偏器、光电转换模块、数字信号处理模块；本发明专利技术的特征在于以布里渊激光器对入射激光实现宽带频移，相位调制器对频率下移后的激光调制产生双边带信号，该信号与经脉冲发生器产生的脉冲泵浦光在传感光纤中发生受激布里渊散射作用，作用后的光信号由光电转换模块进行自外差检测。本发明专利技术减弱了系统的相位噪声，提高了检测信号信噪比，保障了整段传感光纤的温度/应变测量精度，使系统更紧凑。

Brillouin time domain analysis system based on Brillouin laser and self heterodyne detection

System and self heterodyne detection Brillouin fiber laser based on Brillouin optical time domain analysis, which belongs to the technical field of optical fiber sensor, which comprises a laser, a coupler, a first isolator, erbium-doped fiber amplifier, Brillouin laser, signal generator, phase modulator, optical fiber sensing, circulator, second erbium-doped fiber amplifier, pulse generator, scrambler, photoelectric conversion module digital signal processing module; the invention is characterized in that the Brillouin laser on the laser broadband frequency shift, phase modulator for laser modulation frequency after lowering the production of double sideband signal, pulse signal and the pump pulse generator in the sensing fiber in stimulated Brillouin scattering, optical signal after self heterodyne detection by photoelectric conversion module. The invention reduces the phase noise of the system, improves the signal-to-noise ratio of the detection signal, guarantees the temperature / strain measurement accuracy of the whole sensing fiber, and makes the system more compact.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤布里渊时域分析系统，属于光纤传感器

技术介绍
基于布里渊散射效应的分布式光纤传感技术是近年来研究的热点传感技术，它可以感知整条光纤传感链路上温度、应变的空间分布和随时间变化的信息，在油井管道、桥梁大坝等重大结构的健康安全监测中有重要应用前景。布里渊分布光纤传感器中，布里渊时域分析仪利用的是受激布里渊散射效应，增强了探测信号，传感距离较远。目前，提高布里渊时域分析系统检测信号信噪比是难点技术，检测方法可采取直接检测法和传统相干检测法。直接检测法中，连续探测光与脉冲泵浦光布里渊作用后经环形器直接注入光电探测器转换成电信号；该方法的检测信号信噪比与探测光功率成正比，然而探测光功率受到光纤调制不稳定性和泵浦消耗效应的限制，因此限制了系统信号信噪比的提高。传统相干检测法中，一种方法是将布里渊作用后的连续探测光与入射光直接相干拍频后用宽带光电探测器转换成频率为11GHz左右的电信号，为方便数据采集分析还需将该电信号与频率相近的微波信号拍频，使信号降至数百兆赫兹量级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于布里渊激光器和自外差检测的布里渊时域分析系统，其特征是包括激光器(1)、隔离器(2)、耦合器(3)、第一掺铒光纤放大器(4)、布里渊激光器(5)、信号发生器(6)、相位调制器(7)、传感光纤(8)、环形器(9)、第二掺铒光纤放大器(10)、脉冲发生器(11)、扰偏器(12)、光电转换模块(13)、数字信号处理模块(14)；所述激光器(1)通过隔离器(2)连接耦合器(3)，所述耦合器(3)将激光器(1)产生的光束分成两路：第一路激光用于产生布里渊探测信号光，与第一掺铒光纤放大器(4)的输入端连接，所述第一掺铒光纤放大器(4)的输出端与布里渊激光器(5)输入端连接，所述的布里渊激光器(5)...

【技术特征摘要】
1.一种基于布里渊激光器和自外差检测的布里渊时域分析系统，其特征是包括激光器
(1)、隔离器(2)、耦合器(3)、第一掺铒光纤放大器(4)、布里渊激光器(5)、信号发生
器(6)、相位调制器(7)、传感光纤(8)、环形器(9)、第二掺铒光纤放大器(10)、脉冲发
生器(11)、扰偏器(12)、光电转换模块(13)、数字信号处理模块(14)；
所述激光器(1)通过隔离器(2)连接耦合器(3)，所述耦合器(3)将激光器(1)产
生的光束分成两路：第一路激光用于产生布里渊探测信号光，与第一掺铒光纤放大器(4)的
输入端连接，所述第一掺铒光纤放大器(4)的输出端与布里渊激光器(5)输入端连接，所
述的布里渊激光器(5)输出端与相位调制器(7)的第一输入端连接，所述的相位调制器(7)
的第二输入端与信号发生器(6)连接，所述的相位调制器(7)的输出端与传感光纤(8)连
接，所述的传感光纤(8)的输出端与环形器(9)的第二端口(92)连接；
第二路激光用于产生布里渊脉冲泵浦光，经第二掺铒光纤放大器(10)放大后与脉冲发
生器(11)的输入端连接，所述的脉冲发生器(11)输出端经扰偏器(12)与环形器(9)的
第一端口(91)连接；
所述环形器(9)的第三端口(93)依次连接光电转换模块(13)和数字信号处理模块(14)，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦祖军，熊显名，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45