[发明专利]基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感系统

说明书

技术领域

本发明属光纤技术领域，涉及一种光纤温度应变传感系统，特别涉及一种基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感方法和结构。

背景技术

基于受激布里渊效应的分布式光纤温度应力传感系统，具有同时获取被测区域温度或应力随时间和空间变化信息的能力，适用于长距离分布式检测领域。该类传感器凭借其本征防爆、无源和长距离特点，在油气管道、电力和消防等领域的应用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题。在一些重要的控制区域和管线，如武器弹药库、电力线缆、输油管道、交通要道、航天发射场等处进行监控并提供精确定位，是消防领域的重要技术。

现有技术中的基本结构如图1所示激光器一101发射的中心频率为ν1的光信号经过强度调制器104被调制成脉冲作为泵浦光，从传感光纤一端输入。激光器二102发出中心频率为ν2的连续光输入传感光纤111另一端，二者在传感光纤中相向传输，2个激光器的频率通过频率锁定器103保持频率同步，ν1和ν2的频率差在光纤的布里渊频率(≈11GHz)附近。由于连续光处于泵浦光的布里渊增益区，在与脉冲相遇时被脉冲放大。泵浦光产生的布里渊增益谱的中心频率和峰值增益在光纤各处会随该处的温度和应变变化。通过对ν2进行扫频，滤波器109滤除瑞利散射光，用光探测器108检测到连续光强度和频谱的变化，即可解出应变和温度沿光纤的分布。

图1中所示现有技术中，传感系统的光源由两个激光器组成，需要额外加入频率锁定器103来保证二者的频率差稳定，系统相对复杂。而且，泵浦脉冲在传感光纤中的传输时会与探测光发生布里渊作用，功率不断降低，随着一定长度的积累，功率将和理论值有明显的差距，导致出现系统测量误差，因而传感距离受到了极大地限制。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感系统，包括窄线宽光源、功分器、微波源、脉冲信号发射器、光接收机、光放大器、电光调制器和传感光纤。

所述窄线宽激光器发出中心频率为ν0的连续光经过50∶50耦合器分为两束，其中一束通过脉冲信号发生器以及强度调制器调制成泵浦光脉冲信号，经光放大器放大后输入传感光纤；微波源产生频率为f_m的微波信号，将另一束光通过抑制载波双边带调制成含有频率为ν0+f_m和ν0+f_m的两束连续探测光信号，从光纤的另一端输入，与泵浦光信号在光纤中相向传输，三者满足稳态方程：

(ddz+α)Ipu=gBICWv0+fmIpu-gBICWv0-fmIpu---(1)]]>