[发明专利]一种基于近红外单光子探测器的BOTDR测量方法

权利要求书

1.一种基于近红外单光子探测器的BOTDR测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，利用单光子探测与F-P扫描方法相结合；

步骤二，采用光脉冲信号、F-P扫描干涉驱动信号、单光子探测器触发信号，这三信号同步执行的解决方案；

步骤三，实现同时对光纤温度和应变的同时检测，即通过探测布里渊散射光功率和频移量；

步骤四，获取传感光纤所受的温度和应变信息。

2.如权利要求1所述的基于近红外单光子探测器的BOTDR测量方法，其特征在于，所述基于近红外单光子探测器的BOTDR测量方法设有一个基于近红外单光子探测器的BOTDR系统，其包括：

系统核心控制模块，用于实现信号光脉冲、F-P腔扫描干涉驱动信号以及单光子探测器触发信号的同步控制，并实现人机交互功能，调整系统的各项参数，例如调制光脉冲的重复频率、调制脉宽、F-P的扫描电压范围、扫描周期，使整个系统实现人工智能化；

脉冲激光发射模块，包括激光光源产生和声光调制模块，掺铒光纤放大器，其用于激光脉冲发射，作为BOTDR系统的入射光源；

探测模块，包括F-P扫描干涉模块和单光子探测器模块腔；F-P扫描干涉模块，包括F-P电压驱动模块和F-P扫描干涉仪两大模块，用于实现光纤后向散射光的频谱分离；SPD用于实现光纤后向散射光的频谱分离，并将收集的返回光子信号转成可探测的电信号，并进行相关数据的收集及处理；最后通过串口总线将处理后的数据发送到核心控制模块进行保存。

3.如权利要求2所述的基于近红外单光子探测器的BOTDR测量方法，其特征在于，所述系统核心控制模块，用来实现三信号同步执行的解决方案，并实现人机交互功能；首先利用核心驱动模块产生两路电信号，并通过控制激光脉冲的频率与脉宽，实现测量光纤距离与脉冲周期的对应，然后调节系统延时实现同时单光子探测器触发信号与激光脉冲信号同步；接着根据探测器的累计测量时间，需要的系统分辨率产生相应的F-P电压驱动信号；这样便实现了根据需要调整系统的空间分辨率，测量时间，测量范围使得整个系统达到最佳性能的目的；通过实现人机交互功能，便于因地制宜调整系统的各项参数，例如调制光脉冲的重复频率、调制脉宽、F-P的扫描电压范围，扫描周期，使整个系统实现人工智能功能化，现代化。

4.如权利要求2所述的基于近红外单光子探测器的BOTDR测量方法，其特征在于，所述脉冲激光发射模块首先利用1550nm连续激光器产生连续激光；接着核心控制模块产生频率可调、脉冲可控的脉冲信号，实现对线性光波进行调制，产生系统需要的脉冲光波；接着利用EDFA进行光放大处理，这样通过增加了单脉冲能量，使得布里渊散射信号强度增加，进而进一步提升整个系统的测量范围，测量精度，空间分辨率性能参数。

5.如权利要求2所述的基于近红外单光子探测器的BOTDR测量方法，其特征在于，所述探测器模块包括F-P扫描干涉模块与SPD模块，首先通过F-P扫描干涉仪对频谱进行分离，接着利用SPD实现对单光子量级的灵敏探测，从而大大提高测距系统的测距精度、效率、测量范围。