[发明专利]光学感测系统及检测光学感测光纤中应力的方法

权利要求书

1.一种光学感测系统，其包括：

源生成器，其被配置成生成

一组n个时间对准的光学探测脉冲，每个脉冲处于从f₁,f₂,...f_n选择的不同的光学频率，其中，n为脉冲数且n等于2或更大，每个光学频率与其相邻的光学频率间隔开△f，

所述源生成器被配置成将所述光学探测脉冲发送到光学感测光纤，其中，所述光学探测脉冲被所述光学感测光纤反向散射，所述反向散射的光的至少一部分在与所述光学探测脉冲传播相反的方向上被所述光学感测光纤捕获，

光学接收器系统，其被配置成从所述光学感测光纤接收所述反向散射的光，其中，所述光学接收器系统被配置成将延迟版本的所述反向散射的光与至少一个频移版本的所述反向散射的光混合，其中，所述至少一个频移版本的所述反向散射的光的频率偏移-(△f+f_m)，其中，f_m是预定频率，且f_m小于△f。

2.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，所述光学感测光纤包括至少一个感测区域，其适于增加所述系统对在所述至少一个感测区域中发生的变化的灵敏度。

3.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，检测到的幅度被解码以提供沿着所述光学感测光纤的应力变化的指示。

4.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，△f＝ν/T_d，其中，T_d是光学观察时间且v是任意非零整数。

5.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，△f＝(1+2w)/(2 x T_I)或(1+2v)/(2 xT_d)，其中，w和v是任意整数，T_d是光学信号观察时间且T_I是反向散射延迟时间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学感测系统，其中，△f为100-600MHz。

7.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，n≥50。

8.一种检测光学感测光纤中的应力的方法，所述方法包括以下步骤：

生成一组n个时间对准的光学探测脉冲，每个脉冲处于从f₁,f₂,...f_n选择的不同的光学频率，其中，n为脉冲数且n≥2，每个光学频率与其相邻的光学频率间隔开△f，

将所述光学探测脉冲发送到所述光学感测光纤，其中，所述光学探测脉冲被所述光学感测光纤反向散射，所述反向散射的光的至少一部分在与所述光学探测脉冲传播相反的方向上被所述光学感测光纤捕获，

从所述光学感测光纤接收反向散射的光，

光学接收器系统，其被配置成从所述光学感测光纤接收所述反向散射的光，其中，所述光学接收器系统被配置成将延迟版本的所述反向散射的光与至少一个频移版本的所述反向散射的光混合，其中，所述至少一个频移版本的所述反向散射的光的频率偏移-(△f+f_m)，其中，f_m是预定频率，且f_m小于△f，以及

基于检测到的幅度的变化以及示出幅度变化的样本的时间，确定在沿着所述光学感测光纤的位置处的相位变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，△f＝(1+2v)/T_d或△f＝(1+2w)/T_I，其中，T_d是光学观察时间，T_I是反向散射延迟时间且v和w是整数。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，通过调制一组源光学信号生成所述组n个时间对准的光学探测脉冲，每个源光学信号处于从f₁,f₂...f_n选择的不同的光学频率。