[发明专利]长距离光纤分布式声波传感的放大系统及方法

权利要求书

1.长距离光纤分布式声波传感的放大系统，包括依次连接的光源(1)、光调制器(2)、光放大器(4)、环形器(5)和光纤，所述环形器(5)还依次连接信号探测单元(9)和信号解调单元(10)，所述光调制器(2)还连接多频率电信号脉冲发生器(3)，其特征在于：还包括用于为探测脉冲光提供增益以提高其功率较低处的后向瑞利散射光功率，实现长距离传感的分布式放大单元，所述分布式放大单元包括大有效面积光纤(8)、泵浦和波分复用器，所述泵浦的泵浦光通过波分复用器进入大有效面积光纤(8)，实现分布式放大。

2.根据权利要求1所述的长距离光纤分布式声波传感的放大系统，其特征在于：所述泵浦包括泵浦A，所述波分复用器包括波分复用器A(7-1)，所述泵浦A、波分复用器A(7-1)和大有效面积光纤(8)依次连接，实现单端泵浦分布式放大。

3.根据权利要求1所述的长距离光纤分布式声波传感的放大系统，其特征在于：所述泵浦包括泵浦A和泵浦B，所述波分复用器包括波分复用器A(7-1)和波分复用器B(7-2)，所述泵浦A、波分复用器A(7-1)、大有效面积光纤(8)、波分复用器B(7-2)和泵浦B依次连接，实现双端泵浦分布式放大。

4.根据权利要求1所述的长距离光纤分布式声波传感的放大系统，其特征在于：还包括遥泵放大单元，所述遥泵放大单元包括设置在大有效面积光纤(8)中部的有源光纤，泵浦光注入有源光纤为探测脉冲光提供更多增益，延长传感距离。

5.根据权利要求4所述的长距离光纤分布式声波传感的放大系统，其特征在于：所述泵浦包括泵浦A，所述波分复用器包括波分复用器A(7-1)，所述泵浦A、波分复用器A(7-1)和大有效面积光纤(8)依次连接，所述有源光纤设置在大有效面积光纤(8)中部，实现单端泵浦分布式放大和遥泵放大。

6.根据权利要求4所述的长距离光纤分布式声波传感的放大系统，其特征在于：所述泵浦包括泵浦A和泵浦B，所述波分复用器包括波分复用器A(7-1)和波分复用器B(7-2)，所述泵浦A、波分复用器A(7-1)、大有效面积光纤(8)、波分复用器B(7-2)和泵浦B依次连接，所述有源光纤设置在大有效面积光纤(8)中部，实现双端泵浦分布式放大和遥泵放大。

7.长距离光纤分布式声波传感的放大方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将光源经光调制器和光放大器进行调制、放大获取探测脉冲光，并将探测脉冲光注入环形器；

步骤2：泵浦产生的泵浦光和经环形器输出的探测脉冲光通过波分复用器进入大有效面积光纤，探测脉冲光结合泵浦光在大有效面积光纤中进行分布式放大，产生功率提高的后向瑞利散射光；

步骤3：后向瑞利散射光经环形器输出后进行转换和解调，完成分布式传感。

8.根据权利要求7所述的长距离光纤分布式声波传感的放大方法，其特征在于：所述分布式放大包括单端泵浦分布式放大，泵浦包括泵浦A，波分复用器包括波分复用器A，则单端泵浦分布式放大包括如下步骤：

步骤a1：泵浦A的泵浦光和探测脉冲光经波分复用器A进入大有效面积光纤，判断泵浦光功率是否达到非线性效应阈值，若达到，泵浦光能量向探测脉冲光转移后跳至步骤b1，若未达到，则无法放大；

步骤b1：当泵浦光能量全部转移到探测脉冲光后，探测脉冲光经历光纤衰减传输至链路尾端，获得功率提高的后向瑞利散射光，完成单端泵浦分布式放大。