[发明专利]混沌布里渊光相干域分析的分布式光纤传感装置及方法

权利要求书

1.一种混沌布里渊光相干域分析的分布式光纤传感装置，其特征在于：包括宽谱混沌半导体激光器（1）、1×2光纤耦合器（2）、光扰偏器（3）、光隔离器（4）、第一光放大器（5）、可变光延迟线（6）、第二光放大器（7）、光环行器（8）、传感光纤（9）、可调谐光滤波器（10）、宽带增益光电探测器（11）、数据采集装置（12）、信号处理装置（13）、显示装置（14）；

其中，宽谱混沌半导体激光器（1）的出射端与1×2光纤耦合器（2）的入射端连接；

1×2光纤耦合器（2）的第一个出射端通过单模光纤跳线与光扰偏器（3）的入射端连接；光扰偏器（3）的出射端通过单模光纤跳线与光隔离器（4）的入射端连接；光隔离器（4）的出射端通过单模光纤跳线与第一光放大器（5）的入射端连接；第一光放大器（5）的出射端与传感光纤（9）的一端连接；

1×2光纤耦合器（2）的第二个出射端通过单模光纤跳线与可变光延迟线（6）的入射端连接；可变光延迟线（6）的出射端通过单模光纤跳线与第二光放大器（7）的入射端连接；第二光放大器（7）的出射端通过单模光纤跳线与光环行器（8）的入射端连接；光环行器（8）的反射端与传感光纤（9）的另一端连接；

光环行器（8）的出射端通过单模光纤跳线与可调谐光滤波器（10）的入射端连接；可调谐光滤波器（10）的出射端通过单模光纤跳线与宽带增益光电探测器（11）的入射端连接；宽带增益光电探测器（11）的信号输出端通过高频同轴电缆与数据采集装置（12）的信号输入端连接；数据采集装置（12）的信号输出端通过高频同轴电缆与信号处理装置（13）的信号输入端连接；信号处理装置（13）的信号输出端与显示装置（14）的信号输入端连接。

2.一种混沌布里渊光相干域分析的分布式光纤传感方法，该方法在如权利要求1所述的混沌布里渊光相干域分析的分布式光纤传感装置中实现，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

a.宽谱混沌半导体激光器（1）发出的宽谱混沌激光信号经1×2光纤耦合器（2）分为两路：第一路宽谱混沌激光信号作为探测光信号，第二路宽谱混沌激光信号作为泵浦光信号；探测光信号依次经光扰偏器（3）、光隔离器（4）、第一光放大器（5）进行扰偏、隔离、放大后进入传感光纤（9）；泵浦光信号依次经可变光延迟线（6）、第二光放大器（7）、光环行器（8）进行延迟、放大、环行后进入传感光纤（9）；

b.探测光信号和泵浦光信号在传感光纤（9）中的某一位置处发生受激布里渊散射作用，由此产生斯托克斯光信号；斯托克斯光信号和泵浦光信号发生干涉拍频作用，由此产生拍频光信号；拍频光信号经光环行器（8）进行环行后进入可调谐光滤波器（10），并经可调谐光滤波器（10）滤除噪声后进入宽带增益光电探测器（11），然后经宽带增益光电探测器（11）转换为电信号；电信号经数据采集装置（12）进行A/D转换后进入信号处理装置（13），并经信号处理装置（13）进行分析，由此得到探测光信号和泵浦光信号在传感光纤（9）中发生受激布里渊散射作用的位置处的温度和应变信息；通过可变光延迟线（6）可以调节泵浦光信号的光程，使得探测光信号和泵浦光信号在传感光纤（9）中的不同位置处发生受激布里渊散射作用，由此得到传感光纤（9）中任意位置处的温度和应变信息；温度和应变信息通过显示装置（14）进行显示。