[发明专利]一种基于循环移频的BOTDR相干探测装置和方法

摘要

本发明公开了一种基于循环移频的新型BOTDR相干探测装置，包括激光器、第一耦合器、可控循环移频模块、电光调制器、光纤环形器、第二耦合器、传感光纤、平衡探测器、信号调理电路、采集卡、同步装置；所述可控循环移频模块包括第一光开关、声光调制器、光纤放大器、环路光纤、第二光开关。本发明还公开了一种基于循环移频的新型BOTDR相干探测装置的方法，本发明在现有BOTDR相干探测传感系统基础上，通过引入可控循环移频模块，从而实现了对探测光的频移，降低了PD的带宽要求、降低了系统成本、极大地节约了能量并且可以通过控制移频的次数可以实现BOTDR扫频的功能。

主权项

一种基于循环移频的BOTDR相干探测装置，包括激光器、第一耦合器、电光调制器、光纤环形器、第二耦合器、传感光纤、平衡探测器、信号调理电路、采集卡、同步装置；其特征在于，还包括可控循环移频模块，所述可控循环移频模块包括第一光开关、声光调制器、掺铒光纤放大器、环路光纤和第二光开关；其中，采集卡，用于输出触发信号至同步装置；同步装置，用于当接收到触发信号后在预先设定的不同时间段内，分别向第一光开关、第二光开关、声光调制器、电光调制器输入脉冲信号，从而控制第一光开关、第二光开关、声光调制器、电光调制器工作；激光器，用于输出连续的窄线宽激光至第一耦合器；第一耦合器，用于将窄线宽激光分成两路：第一路为初始探测光输入至第一光开关，第二路为本振光输入至第二耦合器；第一光开关，用于当接收到同步装置输出的高电平时，将初始探测光由其第一输入端输入，并由其输出端输出至声光调制器；声光调制器，用于将初始探测光调制成脉冲光输出至掺铒光纤放大器；掺铒光纤放大器，用于将脉冲光放大后输出至第二光开关；第二光开关，用于当接收到同步装置输出的低电平时，将放大后的脉冲光由其输入端输入，并由其第一输出端输出至环路光纤；环路光纤，用于当第一光开关接收到同步装置输出的低电平时，将放大后的脉冲光输入至第一光开关的第二输入端，如此循环在由第一光开关、声光调制器、掺铒光纤放大器、第二光开关、环路光纤构成的循环通道内，当满足预先设定的循环终止条件时，同步装置输出低电平至第二光开关，第二光开关的第二输出端输出前端探测光至电光调制器；电光调制器，用于将接收到的前端探测光调制成最终探测光输入至光纤环形器；光纤环形器，用于将最终探测光由其第1端口输入，并由其第2端口注入至传感光纤；传感光纤，用于当接收到最终探测光时，产生布里渊散射光输入至光纤环形器的第2端口，并由光纤环形器的第3端口输出至第二耦合器；第二耦合器，用于将接收到的布里渊散射光与本振光混频后，输出相干光至平衡探测器；平衡探测器，用于将相干光转换成电信号后输出至信号调理电路；信号调理电路，用于对电信号进行调理，输出调理信号至采集卡经处理得到频谱信息。