[發明專利]三脈沖錯位干涉的光柵增強型分布式振動解調系統及方法

有效

• 申請號: 202110389593.5
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113188647B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 李政穎;吳軍;鄧振宇;傅雪蕾
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

1.一種三脈沖錯位干涉的光柵增強型分布式振動解調系統，其特征在于：它包括激光器（1）、脈沖光調制器（2）、三脈沖生成保偏結構（4）、第一摻鉺光纖放大器（10）、第一光環形器（12）、光纖光柵陣列（14）、第二摻鉺光纖放大器（17）、第二光環形器（19）、三分三光耦合器（20）、第一法拉第旋轉鏡（21）、第二法拉第旋轉鏡（23）、四通道數據采集卡（25），其中，激光器（1）的信號輸出端連接脈沖光調制器（2）的信號輸入端，脈沖光調制器（2）的光脈沖輸出端連接三脈沖生成保偏結構（4）的信號輸入端，三脈沖生成保偏結構（4）的信號輸出端連接第一摻鉺光纖放大器（10）的信號輸入端，第一摻鉺光纖放大器（10）的信號輸出端連接第一光環形器（12）的第一通信端口，第一光環形器（12）的第二通信端口經過傳感延時光纖（13）接入光纖光柵陣列（14），第一光環形器（12）的第三通信端口連接第二摻鉺光纖放大器（17）的信號輸入端，第二摻鉺光纖放大器（17）的信號輸出端連接第二光環形器（19）的第一通信端口，第二光環形器（19）的第二通信端口連接三分三光耦合器（20）的左側第一通信端、三分三光耦合器（20）的右側第一通信端連接第一法拉第旋轉鏡（21）的通信端，三分三光耦合器（20）的右側第二通信端懸空、三分三光耦合器（20）的右側第三通信端通過干涉儀延時光纖（22）連接第二法拉第旋轉鏡（23）的通信端，第二光環形器（19）的第三端口、三分三光耦合器（20）的左側第二通信端、三分三光耦合器（20）的左側第三通信端分別通過多通道光電探測器（24）連接四通道數據采集卡（25）的輸入端；

所述脈沖光調制器（2）用于將激光器（1）輸出的連續光調制為光脈沖，光脈沖進入三脈沖生成保偏結構（4）后，輸出偏振態為X、X、Y的三脈沖光信號，三脈沖光信號依次進入第一摻鉺光纖放大器（10）和第一光濾波器（11）后輸出放大了峰值功率的三脈沖光信號，放大了峰值功率的三脈沖光信號通過第一光環形器（12），進入到光纖光柵陣列（14）中；

偏振態為X、X、Y的三脈沖光信號表示三脈沖光信號中前兩個脈沖偏振態相同，第三個脈沖偏振態與前兩個脈沖正交；

所述三脈沖生成保偏結構（4）包括保偏一分三光耦合器（5）、第一保偏延時光纖（6）、保偏一分二光耦合器（7）、第二保偏延時光纖（8）和偏振合束器（9），其中，脈沖光調制器（2）輸出端連接保偏一分三光耦合器（5）的輸入端，保偏一分三光耦合器（5）將輸入脈沖分為三路偏振相同的光脈沖，保偏一分三光耦合器（5）的第一路輸出端連接保偏一分二光耦合器（7）的第一輸入端，保偏一分三光耦合器（5）的第二路輸出端通過第一保偏延時光纖（6）連接保偏一分二光耦合器（7）的第二輸入端，保偏一分二光耦合器（7）的輸出端連接偏振合束器（9）的第一輸入端，保偏一分三光耦合器（5）的第三路輸出端通過第二保偏延時光纖（8）連接偏振合束器（9）的第二輸入端，三個光脈沖在偏振合束器（9）的輸出端組合成為一個偏振態為X、X、Y的三脈沖光信號。

2.根據權利要求1所述的三脈沖錯位干涉的光柵增強型分布式振動解調系統，其特征在于：它還包括第一光濾波器（11）和第二光濾波器（18），第一摻鉺光纖放大器（10）的信號輸出端連接第一光濾波器（11）的信號輸入端，第一光濾波器（11）的信號輸出端連接第一光環形器（12）的第一通信端口；

第二摻鉺光纖放大器（17）的信號輸出端連接第二光濾波器（18）的信號輸入端，第二光濾波器（18）的輸出端連接第二光環形器（19）的第一通信端口。

3.根據權利要求1所述的三脈沖錯位干涉的光柵增強型分布式振動解調系統，其特征在于：它還包括雙通道脈沖程序發生器（3），雙通道脈沖程序發生器（3）的第一信號輸出通道連接脈沖光調制器（2）的控制信號輸入端，雙通道脈沖程序發生器（3）的第二信號輸出通道連接四通道數據采集卡（25）的同步采集控制端。

4.根據權利要求1所述的三脈沖錯位干涉的光柵增強型分布式振動解調系統，其特征在于：所述光纖光柵陣列（14）包括多個光纖光柵（16）和傳感光纖（15），相鄰兩個光纖光柵（16）之間通過傳感光纖（15）連接，相鄰兩個光纖光柵（16）之間的間距相等。