[發明專利]基于類噪聲脈沖的高空間分辨率探測系統及探測方法

有效

• 申請號: 201811553535.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109507684B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 羅亦楊;劉雨松;柳博文;向陽;夏燃;李想;唐霞輝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種基于類噪聲脈沖的探測系統，其特征在于，包括脈沖產生模塊(1)、脈沖探測模塊(2)以及數據處理模塊(3)，其中，

所述脈沖產生模塊(1)用于利用被動鎖模光纖激光器產生類噪聲脈沖，該被動鎖模光纖激光器包括第一光耦合器(11)，通過該第一光耦合器(11)輸出所述類噪聲脈沖作為探測光源；

所述脈沖探測模塊(2)用于通過第二光耦合器(13)將作為探測光源的所述類噪聲脈沖分為探測光脈沖和參考光脈沖，并通過光環形器(14)將所述探測光脈沖輸入到待測目標中實施探測；

所述數據處理模塊(3)用于通過第一光電探測器(16)和第二光電探測器(17)分別接收所述參考光脈沖以及經過所述待測目標后的探測光脈沖，所述第一光電探測器(16)和所述第二光電探測器(17)均用于將光信號轉換成電信號，再由數據采集設備(18)采集這些電信號，最后再利用互相關算法處理從而得到對目標的探測結果。

2.如權利要求1所述基于類噪聲脈沖的探測系統，其特征在于，對于所述數據處理模塊(3)，其中的所述數據采集設備(18)是先對采集到的電信號進行去噪處理，再利用互相關算法處理。

3.如權利要求1所述基于類噪聲脈沖的探測系統，其特征在于，所述脈沖產生模塊(1)包括被動鎖模光纖激光器，該被動鎖模光纖激光器包括串聯連接形成回路的能量注入組件(4)、鎖模器件(5)、第一光耦合器(11)和光隔離器(12)。

4.如權利要求3所述基于類噪聲脈沖的探測系統，其特征在于，所述能量注入組件(4)包括第一泵浦源(6)、第二泵浦源(7)、第一波分復用器(8)、第二波分復用器(9)以及摻鉺光纖(10)，其中，所述第一泵浦源(6)通過所述第一波分復用器(8)與所述摻鉺光纖(10)的一端相連，所述第二泵浦源(7)通過所述第二波分復用器(9)與所述摻鉺光纖(10)的另一端相連，從而將所述第一泵浦源(6)和所述第二泵浦源(7)的能量耦合進該被動鎖模光纖激光器的激光腔中。

5.如權利要求1－4任意一項所述基于類噪聲脈沖的探測系統，其特征在于，所述脈沖探測模塊(2)通過與所述第一光耦合器(11)相連，進而與所述脈沖產生模塊(1)相連。

6.如權利要求1－4任意一項所述基于類噪聲脈沖的探測系統，其特征在于，所述第一光電探測器(16)與所述第二光耦合器(13)相連，用于接收所述參考光脈沖；

所述第二光電探測器(17)與所述光環形器(14)相連，用于接收經過所述待測目標后的探測光脈沖；所述待測目標為待測光纖(15)。

7.如權利要求5所述基于類噪聲脈沖的探測系統，其特征在于，所述第一光電探測器(16)與所述第二光耦合器(13)相連，用于接收所述參考光脈沖；

所述第二光電探測器(17)與所述光環形器(14)相連，用于接收經過所述待測目標后的探測光脈沖；所述待測目標為待測光纖(15)。

8.一種基于類噪聲脈沖的探測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)搭建被動鎖模光纖激光器，并使其輸出類噪聲脈沖；

(2)通過第二光耦合器，將所述類噪聲脈沖分為探測光脈沖與參考光脈沖；

(3)將所述探測光脈沖經光環形器輸入到待測目標中；

(4)由第一光電探測器接收所述參考光脈沖，由第二光電探測器接收由所述待測目標反射回的所述探測光脈沖，并將兩者轉換為電信號；

(5)通過數據采集設備采集電信號中的數據，采用互相關算法，進而獲得探測結果。