[发明专利]一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统和方法

权利要求书

1.一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统，其特征在于：包括：脉冲混沌激光信号源、第一耦合器、多芯光纤扇入耦合器、多芯光纤扇出耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、直流偏振源、脉冲发生器、微波源、电光调制器、半导体光放大器、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、偏振开关、光隔离器、第一环形器、第二环形器、光栅滤波器、光电探测器、示波器、信号处理器和多芯光纤；

所述脉冲混沌激光信号源产生的光信号经过50:50的第一耦合器后被分成两路，其中上面一路用于产生探测光，下面一路用于产生泵浦光，探测光由电光调制器产生，微波源将调制信号加载到电光调制器上，电光调制器工作于载波抑制的双边带模式下，两个边带光依次经过第一掺铒光纤放大器、偏振开关和光隔离器后，经过多芯光纤扇入耦合器进入多芯光纤的某个纤芯；另一路光经过高消光比的半导体光放大器后产生光脉冲，其中半导体光放大器由脉冲发生器驱动，产生的脉冲光先经第二掺铒光纤放大器进行放大，再经过第一环形器，由多芯光纤扇出耦合器进入待测多芯光纤；在接收端，第一环形器输出的光信号经过第二环形器到达光栅滤波器，光栅滤波器滤掉反斯托克斯光、EDFA的自发辐射噪声、泵浦光的瑞利散射和反射光，只剩斯托克斯光进入光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号，再由示波器进行采集，其中脉冲发生器的触发信号接入示波器用于信号同步。

2.如权利要求1所述的一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统，其特征在于：所述脉冲混沌激光信号源包括分布式反馈激光器、第二耦合器、第三偏振控制器和光纤反射镜；

所述分布式反馈激光器产生的连续激光被50:50的第二耦合器分成功率相等的两部分，一部分作为激光输出，另一部分作为反馈路径，在反馈路径中，光纤反射镜产生反馈光，偏振控制器调节反馈光的偏振态，在输出路径中就产生具有随机振荡的连续混沌激光。

3.如权利要求1所述的一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统，其特征在于：所述多芯光纤为七芯光纤，包层为125微米，纤芯间隔为42微米，其中一个纤芯位于光纤的几何中心，剩余六个纤芯呈六角形排列。

4.如权利要求1所述的一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统，其特征在于：所述脉冲混沌激光信号源输出光信号的波长为1551nm。

5.如权利要求4所述的一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统，其特征在于：所述电光调制器为20GHz的马赫曾德电光调制器。

6.如权利要求5所述的一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统，其特征在于：所述光栅滤波器的带宽为6GHz。

7.如权利要求6所述的一种基于多芯光纤的布里渊时域分析系统，其特征在于：所述光电探测器的带宽为1GHz。

8.一种基于多芯光纤的布里渊时域分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、搭建如权利要去1所述的布里渊时域分析系统；

S2、在接收端，对接收的光信号进行滤波、光电转换和采集处理，并记录无弯曲作用且不受应力时的初始布里渊频移以及每根芯的布里渊总频移量；

S3、将对称外层芯的布里渊频移起平均值抵消因弯曲引起的布里渊频移变化量；

S4、建立温度和应力的系数矩阵，并求解该系数矩阵，得到多芯光纤的中间芯和外层芯的温度和应力结果。

9.如权利要求8所述的一种基于多芯光纤的布里渊时域分析方法，其特征在于：所述S2中每根芯的布里渊总频移量是温度、应力和弯曲造成布里渊频移变化量的和。