[发明专利]一种基于超长环形激光泵浦的布里渊光时域分析传感系统

摘要

本发明公开了一种基于超长环形激光泵浦的布里渊光时域分析传感系统，波长为13xxnm的一阶拉曼泵浦光（16）、波分复用器WDM对（17）、传感光纤（18），所述波分复用器与传感光纤构成超长距离的环形激光谐振腔，一阶拉曼泵浦光经该环形激光谐振腔反馈产生波长为14XXnm的激射光。14XXnm激射光对波长为15XXnm的探测光及布里渊泵浦进行二阶拉曼放大。与基于线型腔放大的布里渊传感系统相比，传感信号沿光纤分布更加平坦，显著改进了传感质量的全程一致性;可有效抑制泵浦-信号相对强度噪声转移，大幅提高温度、应变检测的空间分辨率及测量精度;因无需增加额外的二阶泵浦光源以较低的成本获得传感距离大幅延伸，具备一定的实用性。

主权项

一种基于超长环形激光泵浦的布里渊光时域分析传感系统，包括激光器（1）、分束器（2）、偏振控制器（3）、微波源（4）、电光调制器（5）、第一掺铒光纤放大器（6）、声光移频器（7）、第一衰减器（8）、隔离器（9）、第二掺铒光纤放大器（10）、波形发生器（11）、声光调制器（12）、扰偏器（13）、第二衰减器（14）和第一光环形器（15），其特征在于，还包括波长为13xxnm的一阶拉曼泵浦光（16）、波分复用器WDM对（17）、传感光纤（18）；所述激光器1产生光束，光束经分束器分为两束，一束布里渊探测光，另一束为布里渊泵浦光；布里渊探测光传至电光调制器产生频移为10～11GHz的布里渊探测光，所述偏振控制器设置在光束器与电光调制器间克服电光调制器的偏振相关性，频移为10～11GHz的布里渊探测光为经第一掺铒光纤放大器放大，放大后的布里渊探测光经声光移频器（7）产生与声光调制器一致的频移以克服泵浦消耗效应，频移后的布里渊探测光再经第一衰减器优化其输入功率，优化后的布里渊探测光经隔离器隔离掉反射光；布里渊泵浦光经所述第二掺铒光纤放大器（10）放大，放大后的布里渊泵浦光再经声光调制器调制，所述声光调制器由波形发生器（11）产生编码脉冲串驱动，调制后的布里渊泵浦光传至扰偏器（13）抑制增益的偏振相关性并输出偏振度<5%的布里渊泵浦光；所述优化后的布里渊探测光和偏振度<5%的布里渊泵浦光经波分复用器WDM耦合进传感光纤（18）；所述波长为13xxnm的一阶拉曼泵浦光（16）与波分复用器WDM对（17）相连，波分复用器WDM熔接于所述传感光纤两侧，一阶拉曼泵浦光通过波分复用器WDM耦合进传感光纤，一阶拉曼泵浦光与布里渊泵浦光同向传输以抑制拉曼泵浦光对布里渊探测光的相对强度噪声转移，所述波分复用器与传感光纤构成超长距离的环形激光谐振腔，一阶拉曼泵浦光经该环形激光谐振腔反馈产生波长为14XXnm的激射光，激射光对布里渊泵浦光及探测光进行二阶放大，以改进传感信号平坦度及长距离传感的空间分辨率和精度。