[发明专利]一种脉冲预泵浦瑞利BOTDA温度与应变的测量方法

摘要

一种脉冲预泵浦瑞利BOTDA温度与应变的测量方法，它在传感光纤内注入阶梯脉冲光，将预泵浦脉冲光1阶边带产生的后向瑞利散射作为探测光与相向传输的传感脉冲光发生受激布里渊散射作用，同时传感脉冲与预泵浦脉冲光0阶基带预激发声波产生的自发布里渊散射信号发生受激布里渊散射作用，再利用返回入射端携带受激布里渊散射信息的探测光获取光纤上各点处的布里渊频移，然后根据布里渊频移与温度/应变的关系，实现沿光纤温度/应变的测量。本发明大大减小了非本地效应对系统性能的影响，有效地解决了空间分辨率与测量精度之间的矛盾，使空间分辨率和测量精度同时得到提高。

主权项

一种脉冲预泵浦瑞利BOTDA温度与应变的测量方法，其特征是，所述方法所采用的测量系统包括窄线宽激光器（LD）、偏振控制器（PC）、由微波信号源（MSS）和阶梯脉冲发生器（SPG）驱动的电光调制器（EOM）、微波开关（MS）、掺饵光纤放大器（EDFA）、光环行器（OC）、光栅滤波器（GF）、光滤波器（OF）、光电检测器（PD）、数据采集与处理单元（DAQ）及计算机（C），所述激光器（LD）、偏振控制器（PC）、电光调制器（EOM）、掺饵光纤放大器（EDFA）、光栅滤波器（GF）依次连接后接环行器（OC）的第一光口，环行器（OC）的第二光口接传感测试光纤（FUT），第三光口依次经光滤波器（OF）、光电检测器（PD）、数据采集与处理单元（DAQ）接计算机（C）；测量按如下步骤操作：所述窄线宽激光器（LD）发出的光经偏振控制器（PC）进入电光调制器（EOM），由电光调制器（EOM）将光信号调制为由宽度小于声子寿命的传感脉冲光和经时间有限的微波调制且宽度大于声子寿命的预泵浦脉冲光组成的阶梯脉冲光，该阶梯脉冲光由掺饵光纤放大器（EDFA）放大和光栅滤波器（GF）滤除自发热辐射噪声后，经光环行器（OC）进入传感测试光纤（FUT），预泵浦脉冲光的1阶边带产生的后向瑞利散射作为探测光，与相向传输的传感脉冲光发生受激布里渊散射作用；预泵浦脉冲光0阶基带预激发声波场，并产生自发布里渊散射信号，传感脉冲与自发布里渊散射信号发生受激布里渊散射作用，返回入射端携带受激布里渊散射信息的探测光经光环行器（OC）进入光滤波器（OF），经光滤波器（OF）滤除上边带信号后进入光电检测器（PD）转换成电信号，再由数据采集与处理单元（DAQ）根据电信号求得光纤上各点处的布里渊频移，并根据布里渊频移与温度/应变的关系，解析出光纤上的温度/应变信息，实现沿光纤温度/应变的测量。