[發(fā)明專利]一種混沌布里淵光時(shí)域/相干域融合分析裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710848003.4
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN107607135B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建忠;張倩;張明江;劉毅;馮昌坤;王亞輝
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/353
• 分類號(hào): G01D5/353
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

1.一種混沌布里淵光時(shí)域/相干域融合分析裝置，包括混沌激光器（1）、第一光隔離器（2）、1×2光纖耦合器（3）、第一光纖偏振控制器（4）、第一高速電光調(diào)制器（5）、微波信號(hào)源（6）、光纖光柵（7）、第一光環(huán)行器（8）、第二光纖偏振控制器（9）、第二高速電光調(diào)制器（10）、脈沖發(fā)生器（11）、光擾偏器（12）、光放大器（13）、第二光隔離器（14）、傳感光纖（15）、第二光環(huán)行器（16）、可調(diào)諧光濾波器（17）、光功率探測計(jì)（18）；

混沌激光器（1）的出射端通過單模光纖跳線與第一光隔離器（2）的入射端連接；第一光隔離器（2）的出射端通過單模光纖跳線與1×2光纖耦合器（3）的入射端連接；

1×2光纖耦合器（3）的第一個(gè)出射端通過單模光纖跳線與第一光纖偏振控制器（4）的入射端連接；第一光纖偏振控制器（4）的出射端通過單模光纖跳線與第一高速電光調(diào)制器（5）的入射端連接；第一高速電光調(diào)制器（5）的出射端通過單模光纖跳線與第一光環(huán)行器（8）的入射端連接；微波信號(hào)源（6）的輸出端與第一高速電光調(diào)制器（5）的信號(hào)接入端連接；第一光環(huán)行器（8）的出射端通過單模光纖跳線與第二光纖偏振控制器（9）入射端連接；光纖光柵（7）的輸出端與第一光環(huán)行器（8）的反射端連接；第二光纖偏振控制器（9）的出射端通過單模光纖跳線與第二高速電光調(diào)制器（10）的入射端連接；第二高速電光調(diào)制器（10）的出射端通過單模光纖跳線與光擾偏器（12）的入射端連接；脈沖發(fā)生器（11）的輸出端與第二高速電光調(diào)制器（10）的信號(hào)接入端連接；光擾偏器（12）的出射端通過單模光纖跳線與光放大器（13）的入射端連接；光放大器（13）的出射端通過單模光纖跳線與第二光環(huán)行器（16）的入射端連接；

1×2光纖耦合器（3）的第二個(gè)出射端通過單模光纖跳線與第二光隔離器（14）的入射端連接；第二光隔離器（14）的出射端通過單模光纖跳線與傳感光纖（15）的入射端連接；

傳感光纖（15）的出射端通過單模光纖跳線與第二光環(huán)行器（16）反射端連接；第二光環(huán)行器（16）的出射端通過單模光纖跳線與可調(diào)諧光濾波器（17）的入射端連接，可調(diào)諧光濾波器（17）的出射端通過單模光纖跳線與光功率探測計(jì)（18）的入射端連接。

2.一種混沌布里淵光時(shí)域/相干域融合分析方法，采用權(quán)利要求1所述的裝置來實(shí)現(xiàn)；其特征在于，所述方法的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟一：混沌激光器（1）輸出的混沌激光信號(hào)經(jīng)過第一光隔離器（2）隔離后，經(jīng)1×2光纖耦合器（3）分成兩路：第一路混沌激光信號(hào)作為泵浦光信號(hào)，第二路混沌激光信號(hào)作為探測光信號(hào)；泵浦光信號(hào)先經(jīng)過第一光偏振控制器（4），使得輸出的泵浦光功率值達(dá)到最大，隨后經(jīng)過第一高速電光調(diào)制器（5），并被微波信號(hào)源（6）輸出的正弦信號(hào)調(diào)制，使得探測光邊帶信號(hào)的頻移接近于布里淵頻移，再經(jīng)過光纖光柵（7）和第一光環(huán)行器（8），使得邊帶調(diào)制后泵浦光的殘余載波和低頻邊帶受到抑制，再經(jīng)過第二光偏振控制器（9），使得輸出的泵浦光功率值達(dá)到最大，再經(jīng)過第二高速電光調(diào)制器（10），并被脈沖發(fā)生器（11）輸出的脈沖信號(hào)調(diào)制；最后依次經(jīng)過光擾偏器（12），光放大器（13），擾偏、放大后通過第二光環(huán)行器（16）的入射端進(jìn)入傳感光纖（15）的一端；

步驟二：探測光信號(hào)經(jīng)過第二光隔離器（14）后進(jìn)入傳感光纖（15）的另一端，然后經(jīng)過第二光環(huán)行器（16）的出射端進(jìn)入可調(diào)諧光濾波器（17）的入射端，最后從可調(diào)諧濾波器（17）的出射端進(jìn)入光功率探測計(jì)（18）中；

步驟三：探測光和泵浦光在傳感光纖（15）中的相干峰位置處發(fā)生受激布里淵散射相互作用，同時(shí)探測光被受激放大；放大后的探測光信號(hào)從第二光環(huán)行器（16）的出射端輸出，然后進(jìn)入可調(diào)諧光濾波器（17）的入射端，經(jīng)可調(diào)諧光濾波器（17）濾波后進(jìn)入光功率探測計(jì)（18），對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理后得到布里淵增益譜信息，從而獲得相應(yīng)的溫度或應(yīng)變值。

3.如權(quán)利要求2所述的一種混沌布里淵光時(shí)域/相干域融合分析方法，其特征在于，通過調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生器（11），由時(shí)鐘電路計(jì)算調(diào)制脈沖光在傳感光纖（15）中的飛行時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感光纖（15）任意位置處溫度或應(yīng)變點(diǎn)的定位。