[实用新型]一种宽带声光调制法抑制Ф-OTDR解调相位失真的系统

说明书

一种宽带声光调制法抑制Ф‑OTDR解调相位失真的系统，属于光学领域。为解决现有相位敏感光时域反射计中解调相位失真的问题。本实用新型包括窄线宽激光器、一号光纤耦合器、一号声光调制器、二号声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、偏振控制器、传感光纤、二号光纤耦合器、光电平衡探测器、示波器、计算机、任意波形发生器。通过在系统中使用宽带声光调制器，并同时加载多个不同频率的微波信号，从而产生多频探测脉冲光，获得不同的后向瑞利散射光强度分布，并以幅值大小为判断依据，任意时刻总是选取最为准确的信号进行相位重构。本实用新型具有系统结构简单紧凑、相位延迟精准控制、系统中频率成分灵活可控等优势。

技术领域

本实用新型属于光学领域，具体涉及一种宽带声光调制法抑制Ф-OTDR解调相位失真的系统。

背景技术

相位敏感光时域反射计(Phase-sensitive Optical Time DomainReflectometer,Ф-OTDR)通常被应用于对微弱振动事件进行探测，其响应速度高达毫秒乃至亚毫秒量级，灵敏度高达纳应变量级，在桥梁、隧道、石油运输管道等大型工程结构健康监测中具有巨大应用价值。Ф-OTDR系统通过对振动区域前后两个参考位置的相位信息作差，得出振动区域相位信息随时间的动态变化过程，从而实现对振动事件的幅度与频率的定量分析。但相位信息的准确性完全依赖于参考位置的信号强度大小，由于Ф-OTDR系统存在相干衰落效应，光纤某些位置的后向瑞利散射光强度极低，这些位置的相位信息容易失真，导致无法正确反映外界振动事件，使得系统在实际的结构健康检测等应用中频繁的误报警。

发明内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本实用新型要解决的问题是现有抑制Ф-OTDR解调相位失真方案存在的系统结构复杂、相位延迟不一致、传感媒介特殊、未能充分抑制解调相位失真等问题，本实用新型提出了一种宽带声光调制法抑制Ф-OTDR解调相位失真的系统。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种宽带声光调制法抑制Ф-OTDR解调相位失真的系统包括窄线宽激光器、一号光纤耦合器、一号声光调制器、二号声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、偏振控制器、传感光纤、二号光纤耦合器、光电平衡探测器、示波器、计算机、任意波形发生器；

所述窄线宽激光器的光信号输出端与一号光纤耦合器的光信号输入端连通，一号光纤耦合器的两个光信号输出端分别同时与一号声光调制器的光信号输入端和偏振控制器的输入端连通，一号声光调制器的光信号输出端同时与二号声光调制器的光信号输入端连通，二号声光调制器的光信号输出端同时与掺铒光纤放大器的光信号输入端连通，掺铒光纤放大器的光信号输出端同时与环形器的一号光信号端口连通，环形器的二号光信号端口与传感光纤连通，二号光纤耦合器的光信号输入端同时与偏振控制器的输出端和环形器的三号光信号端口连通，二号光纤耦合器的光信号输出端同时与光电平衡探测器的光信号输入端连通，光电平衡探测器的电信号输出端同时与示波器的电信号输入端连通，示波器同时与计算机连通，任意波形发生器的微波信号输出端分别同时与一号声光调制器的微波信号加载端、二号声光调制器的微波信号加载端和示波器的触发信号输入端连通。

进一步的，所述窄线宽激光器采用单频窄线宽光纤激光器，输出功率为10mW，波长为1550nm。

进一步的，所述一号光纤耦合器的耦合比为90:10，二号光纤耦合器的耦合比为50:50。

进一步的，所述一号声光调制器的中心频率为400MHz，带宽为100MHz。

进一步的，所述二号声光调制器的移频为-300MHz，消光比为50dB。