[發明專利]基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感器及傳感方法

有效

• 申請號: 201310513662.4
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103542872A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 周斌;何賽靈
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

1.基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感器，其特征在于，包括激光光源、光纖耦合器、傳感光纖、泵浦端電光調制器、探針端電光調制器、可調雙脈沖發生器和信號采集處理模塊，其中激光光源發出的激光經過光纖耦合器分成兩路，其中一路經過泵浦端電光調制器后入射到傳感光纖中，另一路經過探針端電光調制器調制后入射到傳感光纖中；所述可調雙脈沖發生器分別與泵浦端電光調制器、探針端電光調制器連接，用于控制二者入射到傳感光纖的泵浦光脈沖和探針光脈沖的入射時刻；所述信號采集處理模塊與可調雙脈沖發生器連接，用于采集產生布里淵慢光效應后的探針光的延遲量，進而得到當前光纖所處的環境參數，完成檢測。

2.根據權利要求1所述的基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感器，其特征在于，所述分布式光纖傳感器還包括摻鉺光纖放大器、光纖環形器、光電接收器，所述激光光源發出的激光經過光纖耦合器后，其中一路進入泵浦端電光調制器得到脈沖泵浦光，然后脈沖泵浦光進入摻鉺光纖放大器進行放大，然后經過光纖環形器入射到傳感光纖中；所述光纖環形器通過光電接收器與信號采集處理模塊相連。

3.根據權利要求1或2所述的基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感器，其特征在于，所述分布式光纖傳感器還包括偏振控制器、正弦信號發生器、頻移電光調制器、光纖濾波器、光纖隔離器和擾偏器，所述激光光源發出的激光經過光纖耦合器后，其中一路經過偏振控制器進入頻移電光調制器，頻移電光調制器受正弦信號發生器調制，經過頻移電光調制器調制后的信號依次經光纖濾波器、探針端電光調制器、光纖隔離器和擾偏器后入射到傳感光纖中。

4.根據權利要求1所述的基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感器，其特征在于，所述激光光源為線寬小于1MHz的激光光源。

5.基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過泵浦端電光調制器和探針端電光調制器分別控制入射到傳感光纖的泵浦光脈沖和探針光脈沖的入射時刻，讓它們在傳感光纖的不同位置相遇，產生布里淵慢光效應，導致探針光被延遲；

獲得探針光的延遲量；

根據探針光的延遲量與環境參數的關系，反推出泵浦光和探針光相遇位置的傳感光纖所處的環境參數的值。

6.根據權利要求5所述的基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將傳感光纖置于待檢測環境中，開啟激光光源；

（2）激光光源發出的激光經過光纖耦合器分成兩路，其中一路經過泵浦端電光調制器變成脈沖泵浦光，脈沖泵浦光經過摻鉺光纖放大器放大后，再經過光纖環形器入射到傳感光纖中；另一路經過偏振控制器、受正弦信號發生器調制的頻移電光調制器后，發生上頻移和下頻移，發生頻移的光經過光纖濾波器后，上頻移和原來頻率的光被濾掉，只剩下下頻移的光，下頻移的光經過探針端電光調制器、光纖隔離器和擾偏器后轉換成脈沖探針光入射到傳感光纖的另一端；

（3）通過改變可調雙脈沖發生器兩個通道脈沖的時間差，控制從泵浦電光調制器和探針電光調制器這兩個電光調制器出射的泵浦光和探針光的時間差，從而控制泵浦光和探針光在傳感光纖中相遇的位置；

（4）泵浦光和探針光在傳感光纖上相遇，發生布里淵慢光現象，被延遲的探針光經過光纖環形器進入光電接收器，光電接收器進行光電轉換后被信號采集處理模塊接收到，信號采集處理模塊的觸發端同時接收可調雙脈沖發生器發出的同步信號，通過這個同步信號作為時間基準，計算出探針光被延遲的時間量，從而反推出傳感光纖所處的環境參數，實現光纖檢測。

7.根據權利要求6所述的基于受激布里淵慢光效應的分布式光纖傳感方法，其特征在于，所述步驟（2）中，信號經過頻移電光調制器后發生上頻移和下頻移的頻移量等于正弦信號發生器的工作頻率，正弦信號發生器的工作頻率設定為傳感光纖中布里淵頻移量。