[发明专利]一种基于光开关产生互补光的新型COTDR探测装置及实现方法

摘要

本发明公开了一种基于光开关产生互补光的新型COTDR探测装置，包括延时发生器、激光器、第一耦合器、光环形器、传感光纤、扰偏器、第二耦合器、平衡探测器、信号调理电路、上位机数据处理系统；还包括互补光发生模块，互补光发生模块包括光开关、声光调制器、可调光衰减器、第三耦合器。本发明还公开了一种基于光开关产生互补光的新型COTDR探测装置的实现方法。本发明通过引入光开关和可调光衰减器产生了COTDR需要的脉冲光和互补光，节省了一个激光器光源；采用一个激光器光源即使得探测光和互补光之间频率和峰值功率更容易匹配；互补光和探测光的时序控制变得简单，极大地抑制了级联EDFA系统的瞬态效应，提高了COTDR的探测距离和探测精度。

主权项

一种基于光开关产生互补光的新型COTDR探测装置，包括延时发生器、激光器、第一耦合器、光环形器、传感光纤、扰偏器、第二耦合器、平衡探测器、信号调理电路、上位机数据处理系统；其特征在于，还包括互补光发生模块，所述互补光发生模块包括光开关、声光调制器、可调光衰减器、第三耦合器；其中， 延时发生器，用于产生切换脉冲、调制脉冲、同步脉冲；切换脉冲输入至光开关，调制脉冲输入至声光调制器，同步脉冲输入至上位机数据处理系统；激光器，用于产生连续模式窄线宽激光，并将其输出至第一耦合器；第一耦合器，用于将窄线宽激光分成两路：第一路作为探测的连续光输出至光开关，第二路作为本地参考光输出至扰偏器；光开关，用于根据接收的切换脉冲将连续光转换为探测光脉冲以及与该探测光脉冲互补的互补光脉冲，探测光脉冲输出至声光调制器，互补光脉冲输出至可调光衰减器；声光调制器，用于根据接收的调制脉冲对探测光脉冲进行移频，输出移频后的探测光脉冲至第三耦合器，所述移频后的探测光脉冲与互补光脉冲形成一个频率差；可调光衰减器，用于对互补光脉冲的光功率进行衰减，使得互补光脉冲的峰值功率和探测光脉冲的峰值功率一致，输出衰减后的互补光脉冲至第三耦合器；第三耦合器，用于将移频后的探测光脉冲和衰减后的互补光脉冲耦合，输出两路：一路作为用于检测脉冲形状的混合监测光输出，另一路作为混合光脉冲输出至光环形器；光环形器，用于将混合光脉冲由其第1端口输入，并由其第2端口注入至传感光纤；传感光纤，用于当接收到混合光脉冲时，产生背向瑞利散射光输入至光环形器的第2端口，并由光环形器的第3端口输出至第二耦合器；扰偏器，用于对本地参考光进行扰偏，输出扰偏后的本地参考光至第二耦合器；第二耦合器，用于将背向瑞利散射光和扰偏后的本地参考光进行相干拍频，输出光脉冲至平衡探测器；平衡探测器，用于将光脉冲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，输出调理后的电信号至上位机数据处理系统；上位机数据处理系统，用于根据接收的同步脉冲对调理后的电信号进行处理，得到COTDR曲线。