[发明专利]基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感器及传感方法

权利要求书

1.基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感器，其特征在于，包括激光光源、光纤耦合器、传感光纤、泵浦端电光调制器、探针端电光调制器、可调双脉冲发生器和信号采集处理模块，其中激光光源发出的激光经过光纤耦合器分成两路，其中一路经过泵浦端电光调制器后入射到传感光纤中，另一路经过探针端电光调制器调制后入射到传感光纤中；所述可调双脉冲发生器分别与泵浦端电光调制器、探针端电光调制器连接，用于控制二者入射到传感光纤的泵浦光脉冲和探针光脉冲的入射时刻；所述信号采集处理模块与可调双脉冲发生器连接，用于采集产生布里渊慢光效应后的探针光的延迟量，进而得到当前光纤所处的环境参数，完成检测。

2.根据权利要求1所述的基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感器，其特征在于，所述分布式光纤传感器还包括掺铒光纤放大器、光纤环形器、光电接收器，所述激光光源发出的激光经过光纤耦合器后，其中一路进入泵浦端电光调制器得到脉冲泵浦光，然后脉冲泵浦光进入掺铒光纤放大器进行放大，然后经过光纤环形器入射到传感光纤中；所述光纤环形器通过光电接收器与信号采集处理模块相连。

3.根据权利要求1或2所述的基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感器，其特征在于，所述分布式光纤传感器还包括偏振控制器、正弦信号发生器、频移电光调制器、光纤滤波器、光纤隔离器和扰偏器，所述激光光源发出的激光经过光纤耦合器后，其中一路经过偏振控制器进入频移电光调制器，频移电光调制器受正弦信号发生器调制，经过频移电光调制器调制后的信号依次经光纤滤波器、探针端电光调制器、光纤隔离器和扰偏器后入射到传感光纤中。

4.根据权利要求1所述的基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感器，其特征在于，所述激光光源为线宽小于1MHz的激光光源。

5.基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过泵浦端电光调制器和探针端电光调制器分别控制入射到传感光纤的泵浦光脉冲和探针光脉冲的入射时刻，让它们在传感光纤的不同位置相遇，产生布里渊慢光效应，导致探针光被延迟；

获得探针光的延迟量；

根据探针光的延迟量与环境参数的关系，反推出泵浦光和探针光相遇位置的传感光纤所处的环境参数的值。

6.根据权利要求5所述的基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将传感光纤置于待检测环境中，开启激光光源；

（2）激光光源发出的激光经过光纤耦合器分成两路，其中一路经过泵浦端电光调制器变成脉冲泵浦光，脉冲泵浦光经过掺铒光纤放大器放大后，再经过光纤环形器入射到传感光纤中；另一路经过偏振控制器、受正弦信号发生器调制的频移电光调制器后，发生上频移和下频移，发生频移的光经过光纤滤波器后，上频移和原来频率的光被滤掉，只剩下下频移的光，下频移的光经过探针端电光调制器、光纤隔离器和扰偏器后转换成脉冲探针光入射到传感光纤的另一端；

（3）通过改变可调双脉冲发生器两个通道脉冲的时间差，控制从泵浦电光调制器和探针电光调制器这两个电光调制器出射的泵浦光和探针光的时间差，从而控制泵浦光和探针光在传感光纤中相遇的位置；

（4）泵浦光和探针光在传感光纤上相遇，发生布里渊慢光现象，被延迟的探针光经过光纤环形器进入光电接收器，光电接收器进行光电转换后被信号采集处理模块接收到，信号采集处理模块的触发端同时接收可调双脉冲发生器发出的同步信号，通过这个同步信号作为时间基准，计算出探针光被延迟的时间量，从而反推出传感光纤所处的环境参数，实现光纤检测。

7.根据权利要求6所述的基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感方法，其特征在于，所述步骤（2）中，信号经过频移电光调制器后发生上频移和下频移的频移量等于正弦信号发生器的工作频率，正弦信号发生器的工作频率设定为传感光纤中布里渊频移量。