[發(fā)明專利]一種噪聲調(diào)制線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010513250.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN111721438B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濤;趙婕茹;張明江;張倩;劉靖陽(yáng);張建忠;喬麗君;高少華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K11/322
• 分類號(hào): G01K11/322;G01B11/16
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

1.一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，其特征在于，包括窄線寬激光器（1），所述窄線寬激光器（1）發(fā)出的激光經(jīng)分束器（2）后分為兩束，一束作為探測(cè)光依次經(jīng)第一電光調(diào)制器（5）、第二電光調(diào)制器（8）、摻鉺光纖放大器（9）后入射至傳感光纖（11）的一端；另一束作為泵浦光依次經(jīng)脈沖光調(diào)制器（13）、脈沖光放大器（14）和光濾波器（15）后入射至所述傳感光纖（11）的另一端；從傳感光纖（11）另一端出射的布里淵增益譜信號(hào)依次經(jīng)帶通濾波器（16）、色散單元（17）后被線陣CCD（18）接收并采集；

所述脈沖光調(diào)制器（13）用于將泵浦光調(diào)制成脈沖光信號(hào)，所述脈沖光放大器（14）用于將脈沖光信號(hào)進(jìn)行放大，光濾波器（15）用于濾除脈沖光放大器（14）放大引入的噪聲；所述第一電光調(diào)制器（5）用于對(duì)探測(cè)光進(jìn)行載波抑制和調(diào)制；所述第二電光調(diào)制器（8）用于對(duì)探測(cè)光的低頻邊帶進(jìn)行展寬，使展寬后的探測(cè)光的低頻邊帶與泵浦脈沖光在傳感光纖（11）中發(fā)生受激布里淵散射；光帶通濾波器（16）用于濾出傳感光纖（11）另一端輸出的斯托克斯光，使其進(jìn)入色散單元（17）；色散單元（17）用于將不同頻率的斯托克斯光分離后使其入射到線陣CCD（18）的不同位置；

所述的一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，還包括用于驅(qū)動(dòng)所述第一電光調(diào)制器（5）的微波信號(hào)源（4）和用于驅(qū)動(dòng)所述第二電光調(diào)制器（8）的噪聲發(fā)生器（8）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，其特征在于，所述微波信號(hào)源（4）驅(qū)動(dòng)頻率為10.7GHz~10.9GHz，所述噪聲發(fā)生器（8）驅(qū)動(dòng)頻率為200MHz。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，其特征在于，還包括第一偏振控制器（3）、第二偏振控制器（6）和光繞偏器（10），所述第一偏振控制器（3）設(shè)置在分束器（2）與第一電光調(diào)制器（5）之間，用于調(diào)節(jié)探測(cè)光的偏振態(tài)，使第一電光調(diào)制器（5）的輸出光功率最大；所述第二偏振控制器（6）設(shè)置在第一電光調(diào)制器（5）與第二電光調(diào)制器（8）之間，用于調(diào)節(jié)探測(cè)光的偏振態(tài)，使第二電光調(diào)制器（8）的輸出光功率最大，所述光繞偏器（10）設(shè)置在摻鉺光纖放大器（9）與傳感光纖（11）之間，用于降低布里淵增益的偏振敏感現(xiàn)象。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，其特征在于，還包括光環(huán)行器（11），所述光環(huán)行器（11）的第一端口與光濾波器（15）的輸出端連接，第二端口與傳感光纖（11）的另一端連接，第三端口與光帶通濾波器（16）的輸入端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，所述分束器（2）為1×2光纖耦合器，所述第一偏振控制器（3）和第二偏振控制器（6）為光纖偏振控制器，所述分束器（2）、第一偏振控制器（3）、第一電光調(diào)制器（5）、第二偏振控制器（6）、第二電光調(diào)制器（8）、摻鉺光纖放大器（9）、光繞偏器（10）之間依次通過單模光纖跳線連接；所述分束器（2）、脈沖光調(diào)制器（13）、脈沖光放大器（14）、光濾波器（15）與光環(huán)行器（11）之間依次通過單模光纖跳線連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，其特征在于，還包括計(jì)算單元（19），所述計(jì)算單元（19）與線陣CCD（18）的輸出端連接，用于根據(jù)線陣CCD（18）分時(shí)采集得到的傳感光纖（13）不同位置處的布里淵增益譜，解調(diào)得到傳感光纖（11）沿線溫度或應(yīng)變信息的位置和大小。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于噪聲調(diào)制和線陣CCD采集的免掃頻BOTDA裝置，其特征在于，所述色散單元包括第一色散棱鏡（171）、色散光楔組合（172）和第一色散棱鏡（173）。