【技术实现步骤摘要】
基于无时延混沌激光的高精度动态应变监测装置及方法
本专利技术涉及分布式光纤传感领域，具体是一种基于无时延混沌激光的高精度动态应变监测装置及方法。
技术介绍
近年来，随着社会经济的高速发展，国家重大设施基础安全保障、智慧海洋环境安全保障、重大地质灾害快速识别与风险防控、深地探测及环保工程等传感监测技术迎来空前的发展契机与挑战。分布式光纤传感技术由于可实现恶劣环境下温度、应变等多参量的长距离、高精度、强抗干扰测量而备受青睐，为满足现代监测网络对动态变化参量的实时监测需求，分布式光纤动态应变监测技术日益成为当下研究热点。目前，基于瑞利散射的相位敏感型光时域反射技术（Φ-OTDR）通过脉冲光后向瑞利信号的相位变化解调光纤沿线任意位置处的动态应变，原理简单、结构方便，得到广泛的研究与应用；但是该技术易受外界环境影响导致测量精度较差，同时，Φ-OTDR技术多用于光纤振动位置的定性测量，难以准确解调应变大小与频率。因此，基于布里渊散射的动态应变测量技术得到迅速发展，主要包括：基于光学捷变频/啁啾链的布里渊光时域分析技术（A.Vos...
【技术保护点】
1.基于无时延混沌激光的高精度动态应变监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将同一激光器输出的无时延宽带混沌激光分为两束，分别作为探测光和泵浦光；/n通过双频啁啾边带调制将探测光与泵浦光的频差锁定在布里渊增益谱上升沿斜坡与下降沿斜坡的线性区，然后将探测光和泵浦光从传感光纤两束输入传感光纤；/n采集并处理传感光纤中输出的混沌拉曼斯托克斯光信号，同时传感光纤中输出的采集经布里渊放大后的混沌探测光中的斯托克斯光；/n通过处理混沌拉曼斯托克斯光信号，实时解调光纤沿线任意位置的本征损耗、动态应变拉伸损耗分布情况；通过处理混沌布里渊斯托克斯光得到光纤中特定位置的动态应变信息，并利用同...
【技术特征摘要】
1.基于无时延混沌激光的高精度动态应变监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
将同一激光器输出的无时延宽带混沌激光分为两束，分别作为探测光和泵浦光；
通过双频啁啾边带调制将探测光与泵浦光的频差锁定在布里渊增益谱上升沿斜坡与下降沿斜坡的线性区，然后将探测光和泵浦光从传感光纤两束输入传感光纤；
采集并处理传感光纤中输出的混沌拉曼斯托克斯光信号，同时传感光纤中输出的采集经布里渊放大后的混沌探测光中的斯托克斯光；
通过处理混沌拉曼斯托克斯光信号，实时解调光纤沿线任意位置的本征损耗、动态应变拉伸损耗分布情况；通过处理混沌布里渊斯托克斯光得到光纤中特定位置的动态应变信息，并利用同步获取的损耗分布进行功率补偿；可编程光延迟发生器调节探测光光程，使得混沌探测光和泵浦光在传感光纤不同位置出发生受激布里渊放大作用，从而得到光纤沿线任意位置动态应变信息。
2.基于无时延混沌激光的高精度动态应变监测装置，其特征在于，包括无时延宽带混沌激光源（1）；所述无时延宽带混沌激光源（1）的输出的无时延宽带混沌激光经分光器后分为两束，一束作为探测光依次经电光调制器（4）、可编程光延迟发生器（6）、连续光放大器（7）后入射到传感光纤（10）的一端；另一束作为泵浦光依次经半导体光放大器（11）、脉冲光放大器（13）后入射到光环形器（14）的第一端口，从光环形器（14）的第二端口出射后入射至所述传感光纤（10）的另一端；
所述半导体光放大器（11）的射频输入端与脉冲信号发生器（12）的第一输出端连接，用于驱动所述半导体光放大器（11）将所述泵浦光调制成脉冲光；所述脉冲信号发生器（12）的第二输出端与所述微波信号源（5）的外部触发端口连接，所述微波信号源（5）的输出端与所述电光调制器（4）连接，用于驱动所述电光调制器（4）对所述探测光进行载波抑制的边带调制，且边带频率是以光纤布里渊频移为中心频率的双频啁啾链；所述脉冲信号发生器（12）的第三输出端与高速数据采集与分析系统（19）的射频控制端连接；
相向传输的探测光与泵浦光在传感光纤（10）中相遇，产生的混沌自发拉曼散射斯托克斯光和受激布里渊散射作用放大后的探测光从所述传感光纤（10）的另一端出射...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明江，王亚辉，赵乐，张建忠，乔丽君，王涛，高少华，胡鑫鑫，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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