专利名称：一种采用随机激光放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计的制作方法
技术领域：
本方法涉及光纤传感技术领域，具体涉及采用光纤随机激光作为分布式泵浦源的长距离偏振及相位敏感光时域反射计。
背景技术：
分布式光纤传感技术中光纤既是传输介质，优势传感7Π件，它同时获得整个光纤长度上被测量参数的空间分布状态和随时间变化的信息，非常适合用于长距离光缆的安全防护、以及基于光缆的周界安防应用。由于光纤中传输的光脉冲的相位和偏振态对光纤线路的微扰很敏感，所以利用光纤中传输光脉冲的相位和偏振态随线路状态的改变而改变的这一特性，制成的相位敏感光时域反射计(Phase-Sensitive Optical Time-DomainReflectometer,简写为 Φ-OTDR)或偏振光时域反射计(Polarization Optical TimeDomain Reflectometer,简写为P0TDR)可以检测出光纤线路是否受到微扰,这有助于判断是否有人接近通信光缆以便提前预警，最低限度避免光缆遭到破坏。传统的相位/偏振敏感光时域反射计采用前端集中放大方式，无法保证光纤末端的测量精度，原因在于:首先，布里渊泵浦光峰值功率不能过高，否则会导致调制不稳定性、自相位调制引起的频谱展宽以及测量精度下降；其次，光纤损耗及泵浦消耗效应也会影响光纤后端的测量分辨率；最后，随着对空间分辨率要求的提高，所用脉冲宽度会越来越窄，使得布里渊泵浦脉冲所携带的能量下降，最终导致测量精度下降。尽管采用传统的一阶分布式拉曼放大技术可在一定程度上提高光信号的空间分布均匀性，确保测量精度的全程一致性；但拉曼泵浦源相对强度噪声RIN通常大于一lOOdBc/Hz，泵浦向布里渊信号的RIN转移将成为限制传感距离延伸、精度提高的重要制约因素。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种偏振及相位敏感光时域反射计，其能克服现有技术中存在的噪音大，传感距离延伸和测量精度无法保证等缺点，其充分利用了光纤随机激光所具有的稳定性好、噪声低、特别适合于长距离光传输、结构简单、低成本等诸多优势，实现真正意义上的低噪声分布式光放大，从而有效延伸传感距离。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，包括激光器(1)，任意波形发生卡(2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA
(4)，环形器(5)，1365nm泵浦激光源(6-1)，传感光纤(7)，1455 nm FBG (8-1)，波分复用器(9-1)，带通滤波器BPF (10)，3dB耦合器(11)偏振分束器PBS (12)，光电探测器阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14);
其系统特征在于:激光器(I)的输出端接声光调制器(3)的输入端，声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器
(5)第一输入端,然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端，波分复用器(9-1)公共端口接传感光纤(7)的一端，传感光纤(7)的另外一端接1455nm FBG (8-1)的输入端；环形器的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器的输出端接3dBf禹合器(11)的输入端,3dB f禹合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器(12)的输入端；3dB f禹合器的另外一个输出端直接接光电探测器阵列(13);任选偏振分束器的一个输出端接光电探测器阵列(13)的输入端，光电探测器的输出端接PC上的A/D数据采集卡(14)。所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其外调制的声光调制器(3)的脉冲触发是通过任意波形发生卡产生的；
所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，通过1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、1455nm的FBG (8-1)共同组合作用在传感光纤中形成随机激光。所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:1365nm泵浦光(6-1)与1455nm FBG (8-1)工作在传感光纤的同侧或者异侧，泵浦光与1455nm FBG (8_1)在传感光纤的前端或末端。本发明还提供了一种基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于，在结构上包括激光器(1)，任意波形发生卡(2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA (4)，环形器(5)，1365nm泵浦激光源(6-1),FBG (8-1)，传感光纤(7)，第二 FBG (8-2)，第二 1365nm泵浦激光源(6-2)，带通滤波器BPF (10)，波分复用器(9-1)，第二波分复用器(9-2)，3dB耦合器(11)，偏振分束器PBS(12)，光电探测器阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14);
其系统特征在于:激光器(I)为外调制激光器，激光器(I)的输出端接声光调制器(3)的输入端，声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器(5)第一输入端，然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端，波分复用器(9-1)公共端口接FBG (8-1)，FBG (8-1)的另一端口接传感光纤(7)的一端，传感光纤(7)的另外一端接第二 FBG (8-2)，第二 FBG (8-2)的另一端接第二波分复用器的输出端(9-2);环形器(5)的第三端口输出端接带通滤波器BPF的输入端，带通滤波器的输出端接3dB耦合器(11)的输入端，3dB耦合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器(12)的输入端；3dB f禹合器的另外一个输出端直接接光电探测器阵列(13);任选偏振分束器的一个输出端接光电探测器阵列(13)的输入端,光电探测器阵列的输出端接多通道A/D数据采集卡(14)。所述1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、FBG(8-1)、第二 FBG (8-2)、共同组合作用在传感光纤中形成随机激光，其形成机理简述如下:传感光纤中的Rayleigh散射可看作是分布式的弱反射镜，传感光纤两端的FBG可看作是点式的强反射镜，1365nm泵浦光激及其激发出的1455nm斯托克斯光在这些反射镜的作用下不断地往复传输，当1365nm泵浦光的能量足够强时，1455nm斯托克斯光在往复传输过程中的得到增益显著大于损耗，从而形成稳定的激光输出。基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其外调制的声光调制器(3)的脉冲触发是通过任意波形发生卡产生的；基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的Ρ-Φ-OTDR，通过1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、FBG (8-1)、第二 FBG (8_2)共同组合作用在传感光纤中形成随机激光。所述基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:在波分复用器(9-1)和第二波分复用器(9-2)之间可分别添加光纤布拉格光栅FBG,光纤布拉格光栅FBG之间的中心波长相差10nm。基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于，在结构上包括激光器(I )，任意波形发生卡(2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA(4)，环形器(5)，1455nm泵浦激光源(6-1)，传感光纤(7)，1455nm FBG (8-1 )，第二 1365nm泵浦激光源(6-2)，带通滤波器BPF (10)，波分复用器(9-1)，第二波分复用器(9-2)，3dB耦合器(11)，偏振分束器PBS (12)，光电探测阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14);
其系统特征在于:激光器(I)为外调制激光器，激光器(I)的输出端接声光调制器(3)的输入端，声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器(5)第一输入端，然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端,波分复用器(9-1)公共端口接传感光纤(7)的一端,传感光纤(7)的另外一端接1455nm FBG (8_l)，1455nm FBG (8-1)的另一端接第二波分复用器的输出端(9-2);环形器的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器的输出端接3dB f禹合器(11)的输入端,3dB f禹合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器(12)的输入端；3dB I禹合器的另外一个输出端直接接光电探测阵列(13);任选偏振分束器的一个输出端接光电探测阵列(13)的输入端，光电探测阵列的输出端接多通道A/D数据采集卡(14)。基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其外调制的声光调制器(3)的脉冲触发是通过任意波形发生卡产生的；
基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，通过1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、1455nm FBG (8-1)、共同组合作用在传感光纤中形成随机激光，与普通拉曼泵浦光共同对信号光进行放大。所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:普通拉曼泵浦源的波长与光纤随机激光的泵浦激光源的波长相差一次拉曼频移的波长。所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:1365nm泵浦激光与1455nm FBG在传感光纤的同侧，并且1455nm泵浦激光在异侧。本发明的测量方法，包括以下步骤:
a.向光纤中注入脉冲信号光；
b.向传感光纤中注入泵浦光，用于对脉冲信号光进行放大；
c.接收信号光的背向瑞利散射光；
d.将所述背向瑞利散射光分成两束，分别进行偏振敏感数据采集和相位敏感数据采 集;
e.根据偏振敏感数据和相位敏感数据的畸变点,确定扰动及其位置。本发明与现有技术相比有如下有益效果:本发明能有效的克服现有技术中存在的噪声大，传感距离延伸和测量精度无法保证等缺点，其充分利用了随机激光所具有的稳定性好、噪声低、特别适合于长距离光传输、结构简单、低成本等诸多优势，实现真正意义上的低噪声分布式光放大，从而有效延伸传感距离。
如附图1所示，基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计系统结构图。如附图2所示，基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计系统结构图。如附图3所示，基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计系统结构图。如附图4所示，同时出现三处扰动点时检测到的相位敏感信号。如附图5所示，在不同地点分别出现扰动信号时的偏振敏感信号测量结果:(a)59.3 km (b) 74.2 km (c) 103.0 km。图中I为激光器，2为任意波形发生卡，3为声光调制器，4为掺铒光纤放大器EDFA，5为环形器，6-1为1365nm泵浦激光源，6-2第二为1365nm泵浦激光源，7为传感光纤，8-1为1455 nm FBG,8-2为第二 1455 nm FBG, 9-1为波分复用器，9-2为第二波分复用器，10为带通滤波器BPF，11为3dB耦合器，12为偏振分束器PBS，13为光电探测器阵列，14为多通道A/D数据采集卡。具体实现方案
基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于，在结构上包括激光器(1)，任意波形发生卡(2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA (4 )，环形器(5 )，1365nm泵浦激光源(6_1)，FBG (8_1)，传感光纤(7 )，第二 FBG (8-1)，第二 1365nm泵浦激光源(6-2)，带通滤波器BPF (10)，波分复用器(9-1 )，第二波分复用器(9-2)，3dB耦合器(11)，偏振分束器PBS (12)，光电探测器阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14)；
其系统特征在于:激光器(I)为外调制激光器，激光器(I)的输出端接声光调制器(3)的输入端，声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器(5)第一输入端，然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端,第一波分复用器(9-1)公共端口接FBG (8-1), FBG (8-1)的另一端口接传感光纤(7)的一端，传感光纤(7)的另外一端接第二 FBG (8-2)，第二 FBG (8-2)的另一端接第二波分复用器(9-2)的输出端；环形器(5)的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器BPF (10)的输出端接3dB耦合器(11)的输入端，3dB耦合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器(12)的输入端；3dB f禹合器的另外一个输出端直接接光电探测器阵列(13);任选偏振分束器的一个输出端接光电探测器阵列(13)的输入端，光电探测器阵列的输出端接多通道A/D数据采集卡(14)。
基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其外调制的声光调制器(3)的脉冲触发是通过任意波形发生卡产生的；
基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，通过1365nm泵浦光(6-1)，传感光纤(7)，FBG(8-1)、第二 FBG(8-2)、波分复用器(9-1)、第二波分复用器(9-1)共同组合作用在传感光纤中形成双边泵浦随机激光。基于随机激光放大的Ρ-Φ-OTDR系统其外调制的声光调制器(3)具有高消光比，声光调制器(3)的脉冲触发是通过任意波形发生卡(2)产生的，任意波形发生卡(2)驱动声光调制器(3)；
基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，传感光纤的两端分别通过波分复用器耦合输入，1365 nm泵浦光。。同时，在传感光纤两端与两侧的波分复用器之间可分别加入工作波长在1455nm左右、工作波长相差f IOnm的两个FBG，。当系统泵浦光强度超过一定的阈值时，超长距离随机激光器便形成了，而此随机光纤激光器有效地放大信号光。基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，环形器(5)的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器(10)的输出端接3dB耦合器(11)的输入端，3dB耦合器(11)的输出端接偏振分束器(12)的输入端，偏振分束器(15)的输出端接光电探测阵列(13)的输入端，光电探测阵列(13)的输出端接多通道A/D数据采集卡(14)，最终分别进行偏振敏感数据采集和相位敏感数据采集。基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于，在结构上包括激光器(1)，任意波形发生卡(2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA(4)，环形器(5)，1455nm泵浦激光源(6-1)，传感光纤
(7)，1455nm FBG (8-1 )，第二 1365nm泵浦激光源(6-2)，带通滤波器BPF (10)，波分复用器(9-1)，第二波分复用器(9-2)，3dB耦合器(11)，偏振分束器PBS (12)，光电探测阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14);
其系统特征在于:激光器(I)为外调制激光器，激光器(I)的输出端接声光调制器(3)的输入端，声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器(5)第一输入端，然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端,波分复用器(9-1)公共端口接传感光纤(7)的一端,传感光纤(7)的另外一端接1455nm FBG (8_l)，1455nm FBG (8-1)的另一端接第二波分复用器的输出端(9-2);环形器的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器的输出端接3dB f禹合器(11)的输入端,3dB f禹合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器(12)的输入端；3dB I禹合器的另外一个输出端直接接光电探测阵列(13);任选偏振分束器的一个输出端接光电探测阵列(13)的输入端，光电探测阵列的输出端接多通道A/D数据采集卡(14)。基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其外调制的声光调制器(3)的脉冲触发是通过任意波形发生卡产生的；
基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，通过1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、1455nm FBG (8-1)、共同组合作用在传感光纤中形成随机激光，与普通拉曼泵浦光共同对信号光进行放大。
所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:普通拉曼泵浦源的波长与光纤随机激光的泵浦激光源的波长相差一次拉曼频移的波长。所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:1365nm泵浦激光与1455nm FBG在传感光纤的同侧，并且1455nm泵浦激光在异侧。本发明的测量方法，包括以下步骤:
a.向光纤中注入脉冲信号光；
b.向传感光纤中注入泵浦光，用于对脉冲信号光进行放大；
c.接收信号光的背向瑞利散射光；
d.将所述背向瑞利散射光分成两束，分别进行偏振敏感数据采集和相位敏感数据采
集;
e.根据偏振敏感数据和相位敏感数据的畸变点,确定扰动及其位置。
权利要求
1.基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，包括激光器(1)，为声光调制器(3)提供触发脉冲的任意波形发生卡(2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA (4)，环形器(5)，1365nm泵浦激光源(6-1)，传感光纤(7)，1455 nm FBG (8-1 )，波分复用器(9-1 )，带通滤波器BPF (10)，3dB耦合器(11)，偏振分束器PBS (12)，光电探测器阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14)，其系统特征在于:激光器(I)的输出端接声光调制器(3)的输入端,声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器(5)第一输入端,然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端，波分复用器(9-1)公共端口接传感光纤(7)的一端，传感光纤(7)的另外一端接1455nm FBG (8_1)的输入端；环形器(5)的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器的输出端接3dB耦合器(11)的输入端，3dB f禹合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器(12)的输入端；3dBf禹合器的另外一个输出端直接接光电探测器阵列(13);任选偏振分束器PBS (12)的一个输出端接光电探测器阵列(13)的输入端，光电探测器的输出端接PC上的多通道A/D数据采集卡(14);所述1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、1455nm的FBG (8)共同组合作用在传感光纤中形成随机激光。
2.根据权利要求1所述的基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:1365nm泵浦激光源(6-1)与1455nmFBG (8-1)工作可在传感光纤的同侧或者异侧，1365nm泵浦激光源(6-1)与1455nm FBG(8-1)可在传感光纤的前端或末端。
3.基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于，在结构上包括激光器(1)，为声光调制器(3)提供触发脉冲的任意波形发生卡( 2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA(4)，环形器(5)，1365nm泵浦激光源(6-l)，FBG (8-1)，传感光纤(7)，第二 FBG (8-2)，第二 1365nm泵浦激光源(6-2)，带通滤波器BPF (10)，波分复用器(9-1)，第二波分复用器(9-2)，3dB耦合器(11)，偏振分束器PBS (12)，光电探测器阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14)，其系统特征在于:激光器(I)为外调制激光器，激光器(I )的输出端接声光调制器(3)的输入端，声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器(5)第一输入端，然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端,波分复用器(9-1)公共端口接FBG (8-1),FBG (8-1)的另一端口接传感光纤(7)的一端，传感光纤(7)的另外一端接第二 FBG (8-2)，第二 FBG (8-2)的另一端接第二波分复用器的输出端(9-2);环形器的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器的输出端接3dB耦合器(11)的输入端,3dB f禹合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器PBS (12)的输入端；3dB稱合器(11)的另外一个输出端直接接光电探测器阵列(13);任选偏振分束器的一个输出端接光电探测器阵列(13)的输入端，光电探测器阵列的输出端接多通道A/D数据采集卡(14)，所述1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、FBG (8-1)、第二 FBG (8-2)、共同组合作用在传感光纤中形成随机激光，其形成机理简述如下:传感光纤中的Rayleigh散射可看作是分布式的弱反射镜，传感光纤两端的FBG可看作是点式的强反射镜，1365nm泵浦光激及其激发出的1455nm斯托克斯光在这些反射镜的作用下不断地往复传输，当1365nm泵浦光的能量足够强时，1455nm斯托克斯光在往复传输过程中的得到增益显著大于损耗，从而形成稳定的激光输出。
4.根据权利要求3所述基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:所述的传感光纤两端的波分复用器之间可分别添加光纤布拉格光栅FBG,光纤布拉格光栅FBG之间的中心波长相差l 10nm。
5.基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于，在结构上包括激光器(1)，为声光调制器(3)提供触发脉冲的任意波形发生卡(2)，声光调制器(3)，掺铒光纤放大器EDFA (4)，环形器(5)，1455nm泵浦激光源(6-1 )，传感光纤(7)，1455nm FBG(8-1)，第二 1365nm泵浦激光源(6-2)，带通滤波器BPF (10)，波分复用器(9-1)，第二波分复用器(9-2)，3dB耦合器(11)，偏振分束器PBS (12)，光电探测阵列(13)，多通道A/D数据采集卡(14)，其特征在于:激光器(I)为外调制激光器，激光器(I)的输出端接声光调制器(3)的输入端，声光调制器(3)的输出端接掺铒光纤放大器EDFA (4)的输入端,掺铒光纤放大器EDFA (4)的输出端接环形器(5)第一输入端，然后环形器(5)第二输出端口外接波分复用器(9-1)第一输入端,波分复用器(9-1)公共端口接传感光纤(7)的一端，传感光纤(7)的另外一端接1455nm FBG (8-1),1455nm FBG (8_1)的另一端接第二波分复用器(9_2)的输出端；环形器(5)的第三端口输出端接带通滤波器BPF (10)的输入端，带通滤波器的输出端接3dB耦合器(11)的输入端，3dB f禹合器(11)的其中一个输出端接偏振分束器(12)的输入端；3dB I禹合器的另外一个输出端直接接光电探测阵列(13);任选偏振分束器的一个输出端接光电探测阵列(13)的输入端，光电探测阵列的输出端接多通道A/D数据采集卡(14)，通过1365nm泵浦光(6-1)、传感光纤(7)、1455nm FBG (8)共同组合作用在传感光纤中形成随机激光，与普通拉曼泵浦光共同作用对信号光进行放大。
6.根据权利要求5所述基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:普通拉曼泵浦源的波长与光纤随机激光的泵浦激光源波长相差一次拉曼频移的波长。
7.根据权利要求5所述基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，其特征在于:1365nm泵浦激光与1455nmFBG在传感光纤的同侧，并且1455nm泵浦激光在异侧。
8.根据权利要求1-7任一所述的长距离偏振及相位敏感光时域反射计的测量方法，包括以下步骤: a.向光纤中注入脉冲信号光； b.向传感光纤中注入泵浦光，用于对脉冲信号进行放大； c.接收信号光背向瑞利散射光； d.将所述背向瑞利散射光分成两束，分别进行偏振敏感数据采集和相位敏感数据采集; e.根据偏振敏感数据和相位敏感数据的畸变点,确定扰动及其位置。
全文摘要
本发明公开了采用随机激光放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，以延长传感距离。方案包括基于单边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计、基于双边泵浦产生的光纤随机激光进行分布式拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计，基于单边泵浦产生的光纤随机激光与普通拉曼泵浦源混合进行拉曼放大的长距离偏振及相位敏感光时域反射计。本技术用于光纤扰动传感，可大幅提高传感系统的工作距离，具备较高的实用性。
文档编号H04B10/071GK103152097SQ20131007803
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者饶云江, 王子南, 冉曾令 申请人:电子科技大学