[发明专利]基于差分相位脉冲发射和时域合并的Φ-OTDR技术

权利要求书

1.基于差分相位脉冲发射和时域合并的Φ-OTDR技术，其特征在于：包括窄线宽激光光源、第一光纤耦合器、相位调制器、声光调制器、光学放大器、光纤环形器、传感光纤、第二光纤耦合器、双平衡光电探测器、模数转换器以及数字信号处理器；所述窄线宽激光光源输出的连续光信号经过第一光纤耦合器，所述第一光纤耦合器的第一输出光端口与相位调制器的光输入端口相连，所述相位调制器的光输出端口与声光调制器的光输入端口相连，所述声光调制器放入光输出端口与光学放大器的光输入端口相连，所述光学放大器的光输出端口与光纤环形器的第一光学端口相连，探测光信号通过所述光纤环形器的第二光学端口进入传感光纤，从所述传感光纤中散射回的信号通过所述光纤环形器的第二光学端口进入所述光纤环形器的第三光学端口，所述第三光学端口与所述第二光纤耦合器的第一光学输入端口相连，所述第二光纤耦合器的第二光学输入端口与所述第一光纤耦合器的第二输出光端口相连，所述第二光纤耦合器的两组光学输出端口分别与双平衡光电探测器相连，所述双平衡光电探测器的输出端口与模数转换器相连，所述模数转换器的输出端口与数字信号处理器相连，所述数字信号处理器进行数字信号处理；

还包括相位调制器驱动信号源和声光调制器驱动信号源，所述相位调制器驱动信号源控制所述相位调制器对后半个脉冲进行0，π/3，2π/3和π的相位调制，所述声光调制器驱动信号源控制所述声光调制器产生光脉冲；

数字信号处理器中利用时域合并技术综合利用四个相位序列，将四次测量得到的不同位置处的矢量信号，进行相位归一化后，得到初始相位都为零，然后进行矢量叠加合成，综合利用四次测量结果。

2.根据权利要求1所述的基于差分相位脉冲发射和时域合并的Φ-OTDR技术，其特征在于：所述相位调制器驱动信号源和声光调制器驱动信号源通过特定信号发生器或任意波形生成器制作。

3.根据权利要求1所述的基于差分相位脉冲发射和时域合并的Φ-OTDR技术，其特征在于：所述窄线宽激光光源采用窄线宽激光器发出，窄线宽激光器为窄线宽光纤激光器或半导体激光器，所述窄线宽激光光源的中心波长是1550nm,线宽为2.5kHz。

4.根据权利要求1所述的基于差分相位脉冲发射和时域合并的Φ-OTDR技术，其特征在于：所述第一光纤耦合器为保偏耦合器，包括两组输出光端口，波段为1550nm，分光比为9：1；所述第二光纤耦合器为普通单模光纤耦合器，分光比为1:1。

5.根据权利要求1所述的基于差分相位脉冲发射和时域合并的Φ-OTDR技术，其特征在于：所述相位调制器通过模拟电压对通过的光信号进行相位调制。

6.根据权利要求1所述的基于差分相位脉冲发射和时域合并的Φ-OTDR技术，其特征在于：所述声光调制器是使本振光与探测光产生几十MHz的频率差，并将连续光斩波产生光脉冲。