专利名称：基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感系统的制作方法
技术领域：
本发明属光纤技术领域，涉及一种光纤温度应变传感系统，特别涉及一种基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感方法和结构。
背景技术：
基于受激布里渊效应的分布式光纤温度应力传感系统，具有同时获取被测区域温度或应力随时间和空间变化信息的能力，适用于长距离分布式检测领域。该类传感器凭借其本征防爆、无源和长距离特点，在油气管道、电力和消防等领域的应用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题。在一些重要的控制区域和管线，如武器弹药库、电力线缆、输油管道、交通要道、航天发射场等处进行监控并提供精确定位，是消防领域的重要技术。 现有技术中的基本结构如图I所示激光器一 101发射的中心频率为V I的光信号经过强度调制器104被调制成脉冲作为泵浦光，从传感光纤一端输入。激光器二 102发出中心频率为V 2的连续光输入传感光纤111另一端，二者在传感光纤中相向传输，2个激光器的频率通过频率锁定器103保持频率同步，V I和V 2的频率差在光纤的布里渊频率( IlGHz)附近。由于连续光处于泵浦光的布里渊增益区，在与脉冲相遇时被脉冲放大。泵浦光产生的布里渊增益谱的中心频率和峰值增益在光纤各处会随该处的温度和应变变化。通过对V 2进行扫频，滤波器109滤除瑞利散射光，用光探测器108检测到连续光强度和频谱的变化，即可解出应变和温度沿光纤的分布。图I中所示现有技术中，传感系统的光源由两个激光器组成，需要额外加入频率锁定器103来保证二者的频率差稳定，系统相对复杂。而且，泵浦脉冲在传感光纤中的传输时会与探测光发生布里渊作用，功率不断降低，随着一定长度的积累，功率将和理论值有明显的差距，导致出现系统测量误差，因而传感距离受到了极大地限制。

发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感系统，包括窄线宽光源、功分器、微波源、脉冲信号发射器、光接收机、光放大器、电光调制器和传感光纤。所述窄线宽激光器发出中心频率为v0的连续光经过50 50耦合器分为两束，其中一束通过脉冲信号发生器以及强度调制器调制成泵浦光脉冲信号，经光放大器放大后输入传感光纤；微波源产生频率为fm的微波信号，将另一束光通过抑制载波双边带调制成含有频率为v0+fm和V 0+fm的两束连续探测光信号，从光纤的另一端输入，与泵浦光信号在光纤中相向传输，三者满足稳态方程
_7] +a^lpu = 8b1cw^- Ipu ~ gl)I(
(I)^ ~ a^ o+rm =1PU⑵
权利要求
1.一种基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感系统，包括窄线宽光源、功分器、微波源、脉冲信号发射器、光接收机、光放大器、电光调制器和传感光纤，其特征在于脉冲光信号和双边带调制后的连续光信号分别从传感光纤的两端打入，脉冲光信号作为泵浦光信号，双边带连续光信号作为探测光信号，泵浦光和探测光信号在光纤中相遇时产生受激布里渊效应，连续光信号携带了沿传感光纤分布的各点的温度或应变信息。
2.根据权利要求I所述的温度应变传感系统，其特征在于，窄线宽光源由功分器分成两路，一路被调制成脉冲光信号作为泵浦光信号，另一路被调制成双边带连续光信号作为探测光信号。
3.如权利要求I所述的温度应变传感系统，其特征在于泵浦光信号和探测光信号由同一窄线宽光源产生，泵浦光信号和探测光信号之间的频率差值稳定，不受窄线宽光源频率漂移的影响。
4.如权利要求I所述的温度应变传感系统，其特征在于探测光信号包含两个边带，两个边带的频率位于泵浦光信号频率的两侧，两个边带与泵浦光信号的频率差相等。
5.根据权利要求I所述的温度应变传感系统，其特征在于探测光信号的两个边带中，频率高的边带通过布里渊效应转移能量到泵浦光信号，频率低的边带通过布里渊效应从泵浦光吸收能量，使泵浦光信号在传输过程中只经历光纤的自然衰减，不会经历布里渊效应引起的能量损失，极大的减小了系统误差。
全文摘要
本发明提供一种基于双边带调制的分布式受激布里渊温度应变传感系统，包括窄线宽光源、功分器、微波源、脉冲信号发射器、光接收机、光放大器、电光调制器和传感光纤；其中，脉冲光信号和经双边带调制后的连续光信号分别从传感光纤的两端输入，脉冲光信号作为泵浦光信号，双边带连续光信号作为探测光信号，泵浦光和探测光信号在光纤中相遇时产生受激布里渊效应，连续光携带了沿传感光纤分布的各点的温度或应变信息。双边带技术可以有效的抑制泵浦脉冲在传输时的布里渊消耗，极大地减小了测量的系统误差。本发明可应用于输电线缆、油气管道监测和消防等领域，尤其适用于大于50km长距离传感。
文档编号G01K11/32GK102680136SQ201210176490
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者伍剑, 杨智生, 洪小斌 申请人:北京邮电大学