[发明专利]基于脉冲内偏振态数字编码的COTDR传感装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于脉冲内偏振态数字编码的COTDR传感装置，包括光源(1)、1×2耦合器(2)、调制信号产生装置(3)、双偏振四平行马赫增德尔电光调制器(4)、掺铒光纤放大器(5)、光纤环行器(6)、传感光纤(7)、光混合器(8)、第一、第二光电探测器(9)、(10)以及信号采集和解调装置(11)。与现有技术相比，本发明消除了传感光纤扭转、弯曲等改变双折射性质的事件导致的后方光纤的传感失效问题，提高了COTDR传感技术在实际工程应用中的稳定性和适用环境范围；设计灵活，能根据传感光纤性质、传感环境特点优化光脉冲组合，增强了系统对各种环境适应性。

主权项

1.一种基于脉冲内偏振态数字编码的COTDR传感装置，其特征在于，该装置包括光源(1)、1×2耦合器(2)、调制信号产生装置(3)、双偏振四平行马赫增德尔电光调制器(4)、掺铒光纤放大器(5)、光纤环行器(6)、传感光纤(7)、光混合器(8)、第一、第二光电探测器(9)、(10)以及信号采集和解调装置(11)；其中：所述光源(1)输出端与所述1×2耦合器(2)的输入端连接；所述光源1×2耦合器(2)的包括两路输出端：一路连接至所述调制信号产生装置(3)的输入端；所述调制信号产生装置(3)包括两路输出端：一路连接至所述双偏振四平行马赫增德尔电光调制器(4)的输入端，另一路连接至所述掺铒光纤放大器(5)的输入端；所述掺铒光纤放大器(5)的输出端连接至所述光纤环行器(6)的输入端；所述1×2耦合器(2)的另一路输出端连接至所述光混合器(8)的一路输入端，所述光混合器(8)的一路输出端连接至所述第二光电探测器(10)；再经所述第二光电探测器(10)的一路输出端连接至信号采集和解调装置(11)；所述光纤环行器(6)的输入端的一路输入端连接至所述光混合器(8)的另一路输入端，所述光混合器(8)的另一路输出端连接至所述第二光电探测器(10)；再经所述第二光电探测器(10)的另一路输出端连接至信号采集和解调装置(11)；所述光源(1)，用于提供系统所需长相干长度的激光输出；所述1×2耦合器(2)，用于将连续激光器发出的激光分成两路，一路经过双偏振四平行马赫增德尔电光调制器调制产生信号光，一路作为本地参考光；所述调制信号产生装置(3)，使用任意波形发生器产生分别用于X、Y偏振方向调制的二路信号，经过射频放大器放大，由90度电桥生成相位相差90°的I、Q信号；所述双偏振四平行马赫增德尔电光调制器(4)，用于调制产生脉冲内偏振态数字编码的移频光脉冲；所述掺铒光纤放大器(5)，用于放大经过调制产生的信号光，增益10～30dB，满足长距离探测的要求；所述光纤环行器(6)，用于将信号光输入传感光纤并将反射回的信号光输入到解调光路中；传感光纤(7)，用于感受声波振动信号和传输光信号，长度0.1km～50km；所述光混合器(8)，用于实现相干探测，输入为反射的瑞利散射信号光和本地参考光；所述第一、第二光电探测器(9)(10)，用于接收光混合器输出的信号。