一種基于雙通道馬赫-曾德干涉儀的botdr系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于雙通道馬赫?曾德干涉儀的BOTDR系統(tǒng)，包括：激光器、聲光調(diào)制器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、摻鉺光纖放大器、第一光環(huán)形器、光纖布拉格光柵、第二光環(huán)形器、傳感光纖、第一光隔離器、雙通道馬赫?曾德干涉儀、光電探測(cè)器、放大電路和示波器，其中，所述激光器、聲光調(diào)制器、摻鉺光纖放大器、第一光環(huán)形器、第二光環(huán)形器、傳感光纖、第一光隔離器依次連接，脈沖信號(hào)發(fā)生器連接聲光調(diào)制器，光纖布拉格光柵連接第一光環(huán)形器，雙通道馬赫?曾德干涉儀的輸入端連接第二光環(huán)形器，輸出端依次連接光電探測(cè)器、放大電路和示波器。
【專利說明】
一種基于雙通道馬赫-曾德干涉儀的BOTDR系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙通道馬赫-曾德干涉儀的 B0TDR系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]相對(duì)于傳統(tǒng)的光纖光柵準(zhǔn)分布式傳感技術(shù)，長(zhǎng)距離分布式光纖傳感技術(shù)能夠?qū)Νh(huán) 境參數(shù)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量?；诓祭餃Y散射分布式傳感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠同時(shí)測(cè)量溫度和應(yīng) 變，又具有空間分辨率高、精度高和測(cè)量距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用前景更為廣泛。
[0003] 基于光纖布里淵散射分布式傳感技術(shù)主要有布里淵光時(shí)域反射(B0TDR)和布里淵 光時(shí)域分析(B0TDA)兩種結(jié)構(gòu)。B0TDA傳感技術(shù)是在傳感光纖的兩端分別注入相對(duì)傳播的脈 沖栗浦光和連續(xù)探測(cè)信號(hào)光，來增強(qiáng)布里淵散射。建立在受激布里淵散射基礎(chǔ)上的B0TDA， 具有信號(hào)強(qiáng)度高和良好的空間分辨率的特點(diǎn)，但是由于需要在傳感光纖兩端輸入相對(duì)傳輸 光，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了工程應(yīng)用難度和故障率;并且由于B0TDA系統(tǒng)中存在非本地效 應(yīng)，限制了其測(cè)量精度和傳感距離的提高。
[0004]基于B0TDR的分布式光纖傳感測(cè)試技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高的空間分辨率、長(zhǎng)距離監(jiān)控及 單端測(cè)量。作為BOTDR系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)微弱的布里淵散射信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)主要有直接 檢測(cè)技術(shù)和相干檢測(cè)兩種方法。其中相干檢測(cè)技術(shù)包括基于聲光移頻的相干檢測(cè)技術(shù)、基 于電光調(diào)制器的BOTDR相干檢測(cè)技術(shù)及BOTDR微波外差檢測(cè)技術(shù)。
[0005]直接檢測(cè)技術(shù)是通過各種光學(xué)濾波方法提取布里淵散射光信號(hào)，常用的方法有F-P干涉儀及M-Z干涉儀(Mach-Zehnder Interferometer，MZI)。由于F-P干涉儀的自由光譜范 圍窄，因此調(diào)節(jié)范圍有限并且測(cè)量精度不高；而馬赫-曾德干涉儀具有插入損耗小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、性價(jià)比高等特點(diǎn)，可以有效抑制地分離并提取自發(fā)布里淵散射光信號(hào)。而由于單通道M-Z干涉儀的消光比較低，很難將背向散射光中的自發(fā)布里淵散射光和瑞利散射光理想分離。 殘余的瑞利散射光將會(huì)使得對(duì)自發(fā)布里淵散射光的測(cè)量產(chǎn)生誤差，從而影響整個(gè)光纖傳感 系統(tǒng)的性能。
[0006]因此，需要一種能夠分離提取傳感光纖的背向散射光中的自發(fā)布里淵散射光的裝 置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙通道馬赫-曾德干涉儀的BOTDR系統(tǒng)，包括:激 光器、聲光調(diào)制器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、摻鉺光纖放大器、第一光環(huán)形器、光纖布拉格光柵、第 二光環(huán)形器、傳感光纖、第一光隔離器、雙通道馬赫-曾德干涉儀、光電探測(cè)器、放大電路和 示波器，其中，所述激光器、聲光調(diào)制器、摻鉺光纖放大器、第一光環(huán)形器、第二光環(huán)形器、傳 感光纖、第一光隔離器依次連接，脈沖信號(hào)發(fā)生器連接聲光調(diào)制器，光纖布拉格光柵連接第 一光環(huán)形器，雙通道馬赫-曾德干涉儀的輸入端連接第二光環(huán)形器，輸出端依次連接光電探 測(cè)器、放大電路和示波器。
[0008] 優(yōu)選地，所述雙通道馬赫-曾德干涉儀包括:第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、連 接第一耦合器和第二耦合器的第一單模光纖和第二單模光纖、光隔離器，所述第一單模光 纖和第二單模光纖構(gòu)成所述干涉儀的兩干涉臂，所述光隔離器連接第二光纖耦合器。
[0009] 優(yōu)選地，所述第一單模光纖上設(shè)置有電動(dòng)光纖延遲線。
[0010] 優(yōu)選地，所述第二單模光纖上設(shè)置有偏振控制器。
[0011] 優(yōu)選地，所述激光器為波長(zhǎng)1550nm的DFB激光器。
[0012] 優(yōu)選地，所述傳感光纖為長(zhǎng)度為4.8km的普通單模光纖。
[0013] 優(yōu)選地，所述電動(dòng)光纖延遲線的調(diào)節(jié)范圍為0-330ps，最小步進(jìn)間隔為0.05ps。
[0014] 優(yōu)選地，所述第一光纖親合器、第二光纖親合器為3dB親合器。
[0015] 優(yōu)選地，利用如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)分離布里淵散射光的方法:包括以下步驟：
[0016] 1)激光器發(fā)出的連續(xù)光；
[0017] 2)聲光調(diào)制器將激光器發(fā)出的連續(xù)光調(diào)制成相應(yīng)脈寬及重復(fù)頻率的脈沖光；
[0018] 3)脈沖光通過摻鉺光纖放大器進(jìn)行放大；
[0019] 4)放大后的脈沖信號(hào)通過一個(gè)由第一環(huán)形器和光纖布拉格光柵組成的濾波器進(jìn) 行光噪聲濾除；
[0020] 5)經(jīng)濾波后的脈沖光信號(hào)通過第二光環(huán)形器的一個(gè)端口，注入到傳感光纖，脈沖 信號(hào)光在傳感光纖中傳輸會(huì)產(chǎn)生背向散射光，這些背向散射光經(jīng)第二光環(huán)形器的一個(gè)端口 進(jìn)入雙通道馬赫-曾德干涉儀的輸入端；
[0021] 6)背向散射光從雙通道馬赫-曾德干涉儀輸出后進(jìn)入光電探測(cè)器、放大電路和示 波器。
[0022] 優(yōu)選地，所述步驟5)還包括:背向散射光進(jìn)入雙通道馬赫-曾德干涉儀以后，通過 調(diào)節(jié)電動(dòng)光纖延遲線的延遲時(shí)間，改變馬赫-曾德干涉儀兩臂之間的光程差，使自發(fā)布里淵 散射光從瑞利散射光中分離并提取出來。
[0023] 應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng) 用作對(duì)本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。
【附圖說明】
[0024] 參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過本發(fā)明實(shí)施方式的如下 描述得以闡明，其中：
[0025] 圖1為單通道馬赫-曾德干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的雙通道可調(diào)馬赫-曾德干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖3為不同延時(shí)時(shí)間的雙通道可調(diào)馬赫-曾德干涉儀輸出光譜。
[0028]圖4為基于雙通道馬赫-曾德干涉儀的B0TDR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖5為傳感光纖背向散射光光譜圖。
[0030] 圖6為背向散射光經(jīng)雙通道M-Z干涉儀濾波后的光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 圖1為單通道馬赫-曾德干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖。單通道全光纖馬赫-曾德干涉儀100 的結(jié)構(gòu)如圖1所不，包括:第一光纖親合器Cl、第二光纖親合器C2,以及連接第一親合器和第 二耦合器的第一單模光纖和第二單模光纖，其中第一單模光纖和第二單模光纖構(gòu)成干涉儀 100的兩干涉臂，通常稱其中一個(gè)為參考臂，另一個(gè)為信號(hào)臂。光場(chǎng)為入射光分別從 第一耦合器&端口 1、2注入到馬赫-曾德干涉儀100中，經(jīng)&分光后在長(zhǎng)度為1^和1^的的第一 單模光纖和第二單模光纖中傳輸，由于兩干涉臂的光學(xué)長(zhǎng)度不等，兩束光傳輸至第二耦合 器(： 2處就形成了一定的相位差產(chǎn)生干涉并經(jīng)過第二耦合器C2的端口 3、4輸出，形成光 場(chǎng)為E3和E4的干涉光。干涉光是具有規(guī)律的梳狀透射譜，故又稱為馬赫-曾德干涉儀梳狀濾 波器。
[0032] 整個(gè)單通道M-Z干涉儀的整體傳輸矩陣Mmz為：
[0033] Mmz=M(Ci)*Jf*M(C2) (1)
[0034] 其中M(Ci)、M(C2)分別為親合器Ci、C2的傳輸矩陣，Jf為干涉臂的傳輸矩陣。
[0035]當(dāng)兩個(gè)光纖耦合器&、&都為標(biāo)準(zhǔn)3dB耦合器時(shí)，其傳輸矩陣如公式：
[0036] -。_1/2 1 exp(-i^/2) (2) _exp(-i^/2) 1 _
[0037] 當(dāng)輸入光場(chǎng)Ein只有Ei時(shí)，即E2 = 0且組成干涉儀兩臂的光纖為同種材料的光纖時(shí)， 可以得到干涉儀輸出端口的傳輸函數(shù)為：
[0038] r = [l-cos(A^)]/2 (3)
[0039] Ap = 2?rAZ/l代表兩干涉臂的傳輸相位差，A是輸入光的波長(zhǎng)。可進(jìn)一步推導(dǎo)出 馬赫-曾德干涉儀輸出透射譜中相鄰兩峰值波長(zhǎng)間的波長(zhǎng)間隔A A為：
(4)
[0041 ]單通道M-Z干涉儀的消光比較低，很難將背向散射光中的自發(fā)布里淵散射光和瑞 利散射光理想分離。殘余的瑞利散射光將會(huì)使得對(duì)自發(fā)布里淵散射光的測(cè)量產(chǎn)生誤差，從 而影響整個(gè)光纖傳感系統(tǒng)的性能。
[0042] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的雙通道可調(diào)馬赫-曾德干涉儀，所述雙通道可調(diào)馬赫-曾德干 涉儀200包括:第一光纖親合器201、第二光纖親合器202,連接第一親合器201和第二親合器 202的第一單模光纖203和第二單模光纖204以及光隔離器205,其中第一單模光纖和第二單 模光纖構(gòu)成干涉儀200的兩干涉臂，其中第一單模光纖203上設(shè)置有電動(dòng)光纖延遲線206,第 二單模光纖204上設(shè)置有偏振控制器207,如圖2所示。電動(dòng)光纖延遲線206延遲時(shí)間調(diào)節(jié)范 圍大，具有精細(xì)調(diào)節(jié)的功能。將電動(dòng)光纖延遲線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓電陶瓷構(gòu)造雙通道M-Z干涉儀 中的信號(hào)臂，用于改變M-Z干涉儀其中一臂的延遲時(shí)間t，從而導(dǎo)致M-Z干涉儀兩臂之間產(chǎn)生 了延遲時(shí)間差A(yù) t，等效于兩臂長(zhǎng)度差A(yù) L發(fā)生了改變。而傳統(tǒng)的雙通道M-Z干涉儀需要將其 中一臂在壓電陶瓷上纏繞多圈或者直接粘貼在壓電陶瓷上，且需要抗拉光纖。偏振控制器 207(polarization controller，PC)用于調(diào)節(jié)干涉儀其中一臂的偏振態(tài)，使得M-Z干涉儀獲 得較高的消光比并提高其穩(wěn)定性。
[0043] 當(dāng)馬赫-曾德干涉儀兩臂的長(zhǎng)度差A(yù) L滿足如下關(guān)系時(shí)
[0044] AL = c/(2nuB) (5)
[0045] c是真空中的光速，n是介質(zhì)的折射率，是布里淵頻移?？梢詮谋粶y(cè)光纖的背向散 射光中，將自發(fā)布里淵散射和瑞利散射分離。而干涉儀的兩臂延遲時(shí)間t與兩臂長(zhǎng)度差A(yù) L 的關(guān)系如下：
[0046]
(6)
[0047]由公式(5)和(6)可得：
[0048]
(7)
[0049] 通過改變干涉儀其中一臂的延遲時(shí)間，使得干涉儀兩臂間的延遲時(shí)間t與布里淵 頻移％滿足公式(7)的關(guān)系時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)將自發(fā)布里淵散射光和瑞利散射光信號(hào)的分離。
[0050] 將C波段寬帶光源(ASE)接入如圖2所示的雙通道可調(diào)M-Z干涉儀的輸入端。調(diào)節(jié)光 纖延遲線206的延遲時(shí)間，并記錄其輸出光譜圖（光譜儀的最小分辨率為0.02nm)。圖3中自 上而下分別為延時(shí)時(shí)間設(shè)置在15(^8、16(^8、17(^8、18(^8及19(^8時(shí)，干涉儀輸出的光譜。 由圖3可知，隨著干涉儀其中一臂的延遲時(shí)間不斷增加，即相當(dāng)于兩臂長(zhǎng)度差A(yù) L不斷增大 時(shí)，輸出光譜相鄰峰值波長(zhǎng)間隔逐漸減小，由〇. 62nm變化到0.15nm，而干涉儀的消光比也逐 漸降低，由24dB降低至16dB。由于干涉儀中使用的可調(diào)電動(dòng)光纖延遲線的調(diào)節(jié)范圍為0~ 330ps，最小步進(jìn)間隔為0.05ps，因此可以實(shí)現(xiàn)大范圍及高精度的濾波調(diào)節(jié)功能。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的基于雙通道馬赫-曾德干涉儀用于B0TDR系統(tǒng)由下述具體實(shí)施例進(jìn) 行詳述。
[0052]首先搭建如圖4的光路結(jié)構(gòu)，圖4為基于雙通道馬赫-曾德干涉儀的B0TDR系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖?；陔p通道馬赫-曾德干涉儀的B0TDR系統(tǒng)400包括:激光器401、聲光調(diào)制器402、脈沖信 號(hào)發(fā)生器403、摻鉺光纖放大器404、第一光環(huán)形器405、光纖布拉格光柵406、第二光環(huán)形器 407、傳感光纖408、第一光隔離器409、雙通道馬赫-曾德干涉儀200、光電探測(cè)器410、放大電 路411和示波器412。其中，激光器401、聲光調(diào)制器402、摻鉺光纖放大器404、第一光環(huán)形器 405、第二光環(huán)形器407、傳感光纖408、第一光隔離器409依次連接，脈沖信號(hào)發(fā)生器403連接 聲光調(diào)制器402,光纖布拉格光柵406連接第一光環(huán)形器405。雙通道馬赫-曾德干涉儀200的 輸入端連接第二光環(huán)形器407,輸出端依次連接光電探測(cè)器410、放大電路411和示波器412。 [0053] 首先，波長(zhǎng)1550nm DFB激光器401發(fā)出的連續(xù)光，聲光調(diào)制器（A0M)402將波長(zhǎng) 1550nmDFB激光器發(fā)出的連續(xù)光調(diào)制成相應(yīng)脈寬及重復(fù)頻率的脈沖光，例如寬度為100ns (對(duì)應(yīng)的空間分辨率為l〇m)重復(fù)頻率為20kHz的脈沖光，脈沖信號(hào)發(fā)生器403設(shè)置成具有特 定的脈沖寬度和重復(fù)頻率電脈沖信號(hào)，作用于聲光調(diào)制器高頻驅(qū)動(dòng)器402。脈沖光通過摻鉺 光纖放大器(EDFA)404進(jìn)行放大。放大后的脈沖信號(hào)通過一個(gè)由第一環(huán)形器405和反射波長(zhǎng) 為1550nm的光纖布拉格光柵(FBG)406組成的濾波器，該濾波器能夠?qū)⒔?jīng)過EDFA放大產(chǎn)生的 大部分自發(fā)輻射光噪聲濾除，從而抑制對(duì)布里淵散射信號(hào)的干擾。濾除大部分自發(fā)輻射噪 聲后，經(jīng)濾波后的脈沖光信號(hào)通過第二光環(huán)形器407的端口 2,注入到傳感光纖。傳感光纖為 長(zhǎng)度為4.8km的普通單模光纖。為了排除傳感光纖末端產(chǎn)生反射光的干擾，在傳感光纖的末 端連接了第一光隔離器409。第二光環(huán)形器407連接雙通道馬赫-曾德干涉儀200的第一光纖 耦合器201(如圖2所示）。脈沖信號(hào)光在傳感光纖中傳輸會(huì)產(chǎn)生背向散射光，這些背向散射 光經(jīng)第二光環(huán)形器407的端口 3進(jìn)入雙通道馬赫-曾德干涉儀。背向散射光進(jìn)入雙通道馬赫-曾德干涉儀以后，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)光纖延遲線的延遲時(shí)間，等效于改變M-Z干涉儀兩臂之間的 光程差，使自發(fā)布里淵散射光從瑞利散射光中分離并提取出來。再經(jīng)過光電探測(cè)器410將其 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。其輸出的電信號(hào)較弱，經(jīng)放大電路411放大后，通過示波器413進(jìn)行信號(hào)顯 示，得到布里淵散射功率的時(shí)域信號(hào)波形。
[0054]為了消除瑞利散光的干擾，將背向散射光經(jīng)第二光環(huán)形器407的端口 3入射到雙通 馬赫-曾德干涉儀200。調(diào)節(jié)M-Z干涉儀中電動(dòng)光纖延遲線的延遲時(shí)間，觀察光譜儀的輸出光 譜。如圖6所示，經(jīng)M-Z干涉儀濾波以后，布里淵散射光的波長(zhǎng)為1550. 16nm，光強(qiáng)為-48.24dBm;瑞利散射光波長(zhǎng)為1550.03nm，光強(qiáng)為-58.36dBm。經(jīng)過濾波以后，布里淵散射光 的光強(qiáng)比瑞利散射光強(qiáng)高約10dB。對(duì)比通過M-Z干涉儀前后的光譜圖5和圖6,瑞利散射的光 強(qiáng)由濾波前的-34.5dBm降低到濾波后的-58.36dBm，M-Z干涉儀對(duì)瑞利散射光的抑制為 23.86dB，有效地抑制了背向散射光中的瑞利散射光，將布里淵散射光從背向散射光中分離 出來，用于后續(xù)的信號(hào)處理。
[0055]當(dāng)EDFA的栗浦電流為240mA時(shí)，第二光環(huán)形器407的端口 3輸出背向散射光光譜如 圖5所示，可見中間的瑞利散光峰值波長(zhǎng)為1550.03nm，光強(qiáng)為-34.5dBm;其右側(cè)的布里淵斯 托克斯光峰值波長(zhǎng)為1550.16nm，光強(qiáng)為-45.3dBm，兩者的波長(zhǎng)差為0.09nm，瑞利散射光強(qiáng) 度相對(duì)布里淵斯托克斯光強(qiáng)度高約1 ldB。
[0056]本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于電動(dòng)光纖延遲線的雙通道可調(diào)馬赫-曾德干涉儀，通過改變干 涉儀中的可調(diào)電動(dòng)光纖延遲線的延遲時(shí)間，調(diào)諧濾波譜的周期，用于分離提取傳感光纖的 背向散射光中的自發(fā)布里淵散射光。由于傳統(tǒng)的雙通道M-Z干涉儀需要將其中一臂在壓電 陶瓷上纏繞多圈或者直接粘貼在壓電陶瓷上，且需要抗拉光纖。使用電動(dòng)光纖延遲線代替 傳統(tǒng)的壓電陶瓷構(gòu)造雙通道M-Z干涉儀中的信號(hào)臂，具有延遲時(shí)間調(diào)節(jié)范圍大，精細(xì)調(diào)節(jié)等 功能。
[0057]相對(duì)于B0TDR相干檢測(cè)技術(shù)，該馬赫-曾德干涉儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本等特點(diǎn)。本 發(fā)明用C波段寬帶光源對(duì)其進(jìn)行了消光比及可調(diào)性測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該干涉儀能夠?qū)崿F(xiàn) 大范圍高精度可調(diào)節(jié)濾波功能。使用其對(duì)5km的普通單模光纖中的背向散射光進(jìn)行了濾波， 獲得了對(duì)瑞利散射光抑制超過20dB的效果。結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)M-Z干涉儀不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自 發(fā)布里淵散射光信號(hào)的提取，并用于后續(xù)的檢測(cè)處理而且能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍高精度可調(diào)節(jié)濾 波功能，對(duì)瑞利散射光的抑制超過20dB，可以有效地將背向散射光中的布里淵散射光信號(hào) 分離提取出來。
[0058]結(jié)合這里披露的本發(fā)明的說明和實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 都是易于想到和理解的。說明和實(shí)施例僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和主旨均 由權(quán)利要求所限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于雙通道馬赫-曾德干涉儀的BOTDR系統(tǒng)，包括:激光器、聲光調(diào)制器、脈沖信 號(hào)發(fā)生器、摻鉺光纖放大器、第一光環(huán)形器、光纖布拉格光柵、第二光環(huán)形器、傳感光纖、第 一光隔離器、雙通道馬赫-曾德干涉儀、光電探測(cè)器、放大電路和示波器， 其中，所述激光器、聲光調(diào)制器、摻鉺光纖放大器、第一光環(huán)形器、第二光環(huán)形器、傳感 光纖、第一光隔離器依次連接，脈沖信號(hào)發(fā)生器連接聲光調(diào)制器，光纖布拉格光柵連接第一 光環(huán)形器，雙通道馬赫-曾德干涉儀的輸入端連接第二光環(huán)形器，輸出端依次連接光電探測(cè) 器、放大電路和示波器。2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述雙通道馬赫-曾德干涉儀包括:第一光纖耦合器、 第二光纖耦合器、連接第一耦合器和第二耦合器的第一單模光纖和第二單模光纖、光隔離 器，所述第一單模光纖和第二單模光纖構(gòu)成所述干涉儀的兩干涉臂，所述光隔離器連接第 二光纖親合器。3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述第一單模光纖上設(shè)置有電動(dòng)光纖延遲線。4. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述第二單模光纖上設(shè)置有偏振控制器。5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述激光器為波長(zhǎng)1550nm的DFB激光器。6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感光纖為長(zhǎng)度為4.8km的普通單模光纖。7. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)光纖延遲線的調(diào)節(jié)范圍為0-330ps，最小步 進(jìn)間隔為〇.〇5ps。8. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述第一光纖耦合器、第二光纖耦合器為3dB耦合器。9. 一種利用如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)分離布里淵散射光的方法:包括以下步驟： 1) 激光器發(fā)出的連續(xù)光； 2) 聲光調(diào)制器將激光器發(fā)出的連續(xù)光調(diào)制成相應(yīng)脈寬及重復(fù)頻率的脈沖光； 3) 脈沖光通過摻鉺光纖放大器進(jìn)行放大； 4) 放大后的脈沖信號(hào)通過一個(gè)由第一環(huán)形器和光纖布拉格光柵組成的濾波器進(jìn)行光 噪聲濾除； 5) 經(jīng)濾波后的脈沖光信號(hào)通過第二光環(huán)形器的一個(gè)端口，注入到傳感光纖，脈沖信號(hào) 光在傳感光纖中傳輸會(huì)產(chǎn)生背向散射光，這些背向散射光經(jīng)第二光環(huán)形器的一個(gè)端口進(jìn)入 雙通道馬赫-曾德干涉儀的輸入端； 6) 背向散射光從雙通道馬赫-曾德干涉儀輸出后進(jìn)入光電探測(cè)器、放大電路和示波器。10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中步驟5)還包括:背向散射光進(jìn)入雙通道馬赫-曾德干 涉儀以后，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)光纖延遲線的延遲時(shí)間，改變馬赫-曾德干涉儀兩臂之間的光程 差，使自發(fā)布里淵散射光從瑞利散射光中分離并提取出來。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK105910546SQ201610248967
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】祝連慶, 楊潤(rùn)濤, 婁小平, 董明利, 何巍, 駱飛
【申請(qǐng)人】北京信息科技大學(xué)