一种光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法技术

本发明专利技术公开了一种光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法。本方法首先检测辅助干涉仪过零点，再根据过零点序号差计算得到校正系数，接下来利用校正系数对主干涉仪信号进行校正，并通过插值法对校正后的信号进行重采样，最后利用时频变换将信号转换到频域，从而补偿激光器的非线性扫频。本发明专利技术能够分辨出传感光纤上距离较近的多个反射点，并且对辅助干涉仪的延迟光纤长度没有限制。此外，本发明专利技术处理的数据量较小，降低了对采集卡采样率的要求，能达到更长的测量距离。

A Method of Correcting Nonlinear Sweeping Frequency of Tunable Laser in Optical Frequency Domain Reflectometer

The invention discloses a method for correcting the non-linear sweep frequency of tunable laser in an optical frequency domain reflectometer. This method first detects the zero-crossing point of the auxiliary interferometer, then calculates the correction coefficient according to the sequence number difference of the zero-crossing point. Then the correction coefficient is used to correct the main interferometer signal, and the corrected signal is re-sampled by interpolation method. Finally, the time-frequency transform is used to convert the signal into the frequency domain to compensate the non-linear sweep frequency of the laser. The invention can distinguish a plurality of reflecting points on a sensing optical fiber with relatively close distances, and has no limitation on the delay optical fiber length of an auxiliary interferometer. In addition, the data amount processed by the invention is small, the requirement for sampling rate of the acquisition card is reduced, and a longer measuring distance can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法
本专利技术涉及光纤传感领域，特别是光频域反射计中激光器的非线性扫频及其校正方法。
技术介绍
光频域反射计(OFDR)最早是在1981年由W.Eickhoff等人提出，它的基本原理来自于FMCW(调频连续波)技术。常见的OFDR系统采用可调谐激光器对光频进行线性调谐。激光器发出的光通过耦合器后分为两束，一束光进入参考光纤后被反射镜反射回耦合器，作为参考光；另一束光进入待测光纤后，在任意位置发生瑞利散射和菲涅尔反射，将一部分光返回到耦合器中，作为测试光。此时在耦合器中参考光与瑞利散射和菲涅尔反射组成的测试光相干涉。由于参考臂和测试臂的长度不同，参考光和测试光是激光器在不同时刻发出的光，因此两束光的频率不相等，发生的干涉为拍频干涉。再用光电探测器采集干涉光，输出拍频信号。此时，信号的频率和测试光纤的位置呈线性的函数关系。通过傅里叶变换，将拍频信号变换到频域，拍频信号的各频率分量将与待测光纤上各位置一一对应，由此实现分布式的光纤传感。OFDR技术中使用的可调谐激光器通常存在非线性扫频现象，即随着时间推移，激光器的光频不再线性变化。在利用傅里本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法，所述光频域反射计包括依序连接的可调谐激光器和主干涉仪系统，主干涉仪系统生成拍频干涉信号A1，其特征在于，还设置辅助干涉仪系统，辅助干涉仪系统与所述主干涉仪系统同步接收可调谐激光器的光信号，生成用于校正的干涉信号A2，所述校正方法包括以下步骤：步骤一，同步采集A1和A2；步骤二，检测A2的所有过零点，根据过零点序号计算校正系数；步骤三，用步骤二得到的校正系数校正A1的采样点序号，得到信号A1′；步骤四，利用插值法对A1′信号中序号为小数的采样点进行重采样，得到采样点序号均为整数的主干涉仪拍频信号A3；步骤五，对A3进行时域‑频域转换，得到拍...

【技术特征摘要】
1.一种光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法，所述光频域反射计包括依序连接的可调谐激光器和主干涉仪系统，主干涉仪系统生成拍频干涉信号A1，其特征在于，还设置辅助干涉仪系统，辅助干涉仪系统与所述主干涉仪系统同步接收可调谐激光器的光信号，生成用于校正的干涉信号A2，所述校正方法包括以下步骤：步骤一，同步采集A1和A2；步骤二，检测A2的所有过零点，根据过零点序号计算校正系数；步骤三，用步骤二得到的校正系数校正A1的采样点序号，得到信号A1′；步骤四，利用插值法对A1′信号中序号为小数的采样点进行重采样，得到采样点序号均为整数的主干涉仪拍频信号A3；步骤五，对A3进行时域-频域转换，得到拍频信号的频谱；步骤六，根据频率和位置的对应关系，将光频域信息转换到距离域，得到已校正非线性扫频的反射及散射信息。2.根据权利要求1所述的光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法，其特征在于，所述步骤二中检测A2的所有过零点包括：当过零位置处有采样点，该采样点序号即为过零点序号；当过零位置处没有采样点时，根据过零点两侧最近的两采样点的序号，利用线性插值得到该过零点的序号。3.根据权利要求1所述的光频域反射计中校正可...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，章颖，邢婧婧，张旭苹，张益昕，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32