[发明专利]一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置

权利要求书

1.一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置，其特征在于，包括窄线宽激光器(1)，所述窄线宽激光器(1)发出的光经分光器(2)后分为两束，一束作为探测光经掺铒光纤放大器(3)进行放大后进入传感光纤(5)；另一束作为泵浦光，依次经电控单边带调制仪(6)、脉冲信号调制器(8)和脉冲光放大器(9)后从另一端进入传感光纤(5)；

所述电控单边带调制仪(6)用于在微波信号源(7)的驱动下，对泵浦光进行高低频交替调制，使其交替产生频率为频率为(v_L+f₁)的高频边带及频率为(v_L-f₁)的低频边带并对其进行扫频；所述脉冲信号调制器(8)用于将泵浦光调制成为脉冲信号，所述脉冲光放大器(9)用于对脉冲光进行放大后发送至传感光纤(5)的另一端；其中，v_L为窄线宽激光器(1)发出的激光频率，f₁为泵浦光的频移频率；

泵浦光脉冲光与探测光在传感光纤(13)中发生受激布里渊作用，交替产生布里渊增益和布里渊损耗，散射光从传感光纤(5)另一端后经光滤波器(11)滤除杂散光后被光电探测器(12)接收，然后被数据采集卡(13)采集，实现分布式传感测量。

2.根据权利要求1所述的一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置，其特征在于，还包括隔离器(4)和环形器(10)，所述隔离器(4)设置在掺铒光纤放大器(3)与传感光纤(5)之间；所述环形器(10)的第一端口与脉冲光放大器(9)的输出端连接，第二端口与传感光纤(5)的另一端连接，第三端口与光滤波器(11)的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置，其特征在于，所述分光器(2)为1×2光纤耦合器，所述分光器(2)、掺铒光纤放大器(3)、隔离器(4)之间通过单模光纤跳线连接；所述分光器(2)、单边带调制仪(6)、脉冲信号调制器(8)和脉冲光放大器(9)和环形器(10)之间通过单模光纤跳线连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置，其特征在于，还包括计算单元，所述计算单元的输入端与所述数据采集卡(13)连接，用于根据数据采集卡(13)采集得到的布里渊增益谱和布里渊损耗谱，进行叠加计算得到合成布里渊谱，并根据合成布里渊谱，进行解调计算得到光纤沿线的传感信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置，其特征在于，所述脉冲调制器(8)用于将泵浦光调制成为周期大于2倍泵浦脉冲在传感光纤中的传输时间的脉冲信号。

6.根据权利要求1所述的一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置，其特征在于，所述泵浦光的频移频率f₁满足条件：10.7GHzf₁10.9GHz，且泵浦光的扫频带宽为100MHz。

7.根据权利要求1所述的一种基于泵浦光扫频获取增益损耗谱的BOTDA装置，其特征在于，所述微波信号源(7)的型号为：中星联华SLFS-D系列双通道微波模拟信号源；电控单边带调制仪(6)采用KG-ModBox-SSB系列载波抑制单边带调制模块；脉冲调制器(8)采用OPEAKOAM-SOA-PL型脉冲调制器，脉冲光放大器(9)采用OPEAK EDFA-C-PL-NS-MB型脉冲掺铒光纤放大器；传感光纤采用G652系列单模光纤。