【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感，具体涉及一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统及方法。
技术介绍
1、光反射仪技术是一种对光纤链路进行无创检测的手段，对于保障光纤通信链路的正常工作具有重要作用。光纤传感技术是伴随着光纤通信技术的发展而出现的，光纤传感器以光纤作为外界参量的感知和传导介质，因其分布式和准分布式测量能力，成为光纤传感技术的重要分支，相较于传统的电类传感器，光纤传感器具有体积小、重量轻、抗腐蚀、抗电磁干扰和易组网、检测范围大等优势，其可以准确地测出光纤沿线任一点上的振动、温度、应力等信息，吸引了学术界和产业界的大量关注和研究。
2、分布式光纤传感具有重量轻、长距离、分布式监测、便于构成智能型网络等独特的优势，目前基于该项技术的应用和研究越来越广泛，应用于许多不同的领域，如航空航天结构变形监测、油气管道泄漏检测、油井高温测试、大桥安全监测，隧道、地铁等的火灾报警、海底管道监测等各种领域，在社会发展中正起着越来越重要的作用。
3、现阶段常用的分布式光纤应变传感检测技术中，主要采用基于瑞利散射的光时域反射技术(otdr)和光频域反射技术(ofdr)。其中otdr技术国内发展较为成熟，且其分支cotdr已经成为超长距离光纤通信线路健康监测的重要技术方法，但其空间分辨率和动态范围之间相互制约，受限于探测光脉冲宽度，空间分辨率有限，难以满足较高空间分辨率的应用领域；ofdr技术的空间分辨率与频谱分析精度有关，与探测器带宽无关，故其有较高的空间分辨率，兼有otdr的优势，但由于扫频光源性能原因，包括扫频非线性引起的额
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统及方法，兼并otdr和ofdr两者的优点，解决了现有技术中otdr的空间分辨率和动态范围之间相互制约，空间分辨率有限，以及ofdr在随着传感光纤的增长，相位噪声影响越来越大，难以满足长距离监控需求的问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统，包括激光器ⅰ、激光器ⅱ、光纤放大器、光纤环形器、光纤耦合器、平衡光电探测器和模数转换器，激光器ⅰ产生的光经光纤放大器进行放大处理后，再经光纤环形器后的一路光注入到待测光纤；另一路进入光纤耦合器；
4、激光器ⅱ产生的光进入光纤耦合器，
5、两路光进入光纤耦合器并经处理后再经平衡光电探测器将光信号转化成电信号，再通过模数转换器进行信号解调，并将解调结果上传至计算机。
6、进一步的，所述激光器为可调整其输出波长的可调谐激光器。
7、进一步的，所述光纤放大器为掺饵光纤放大器、掺镱光纤放大器、掺铥光纤放大器中的一种。
8、一种集成光纤测试方法，使用如前述的基于双激光器发射的集成光纤测试系统，包括otdr、c-otdr、ofdr、two-ofdr四种工作模式。
9、进一步的，当集成光纤测试系统处于otdr工作模式时：调节激光器ⅰ，产生频率固定的短脉冲，经光纤放大器放大后，发射到待测光纤中，瑞利背向散射光在光纤入射端被平衡光电探测器转换为电信号进行观测。
10、进一步的，当集成光纤测试系统处于c-otdr工作模式时：调节激光器ⅰ，产生频率固定的短脉冲，作为一路探测光；调节激光器ⅱ，产生与激光器ⅰ同频率的短脉冲，作为一路本地参考光。探测光经过光纤放大器放大后，再经光纤环形器注入到待测光纤，探测光脉冲在待测光纤中产生的背向瑞利散射信号经环形器进入光纤耦合器与另一路本地参考光混合，二者外差产生中频信号由平衡光电探测器接收叠加到一起并转化为电信号，最后由数字信号处理单元解调出中频信号的功率，从而得到探测曲线。
11、进一步的，当集成光纤测试系统处于ofdr工作模式时：调节激光器ⅰ，产生线性扫频的连续光，作为一路探测光；调节激光器ⅱ，产生与激光器ⅰ同功率的线性扫频连续光，作为一路本地参考光，探测光经过光纤放大器放大后，再经光纤环形器注入到待测光纤，探测光脉冲在待测光纤中产生的背向瑞利散射信号经光纤环形器进入光纤耦合器与另一路本地参考光混合，二者经过拍频和光电转换后转化为电信号，最后由数字信号处理单元解调出中频信号的功率，从而得到探测曲线。
12、进一步的，当集成光纤测试系统处于two-ofdr工作模式时：激光器ⅰ和激光器ⅱ分别产出扫频速度相同但方向相反的激光信号，激光器ⅰ的光作为探测光，激光器ⅱ作为本地参考光，用脉冲压缩法进行电信号的解调。
13、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
14、一、本专利技术中，提出的一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统及方法，兼并otdr和ofdr两者的优点，通过双激光发射系统光路，设计一种可选择光纤测试模式、仅使用一种集成设备既能实现远距离的测量与监控、又能高空间分辨率精准定位的方法。
15、二、本专利技术中，使用双激光器发射频率相同扫频方向相反的激光信号，提高扫频范围，提高扫频速度，进一步提高空间分辨率。
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1.一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统，其特征在于：包括激光器Ⅰ（1）、激光器Ⅱ（2）、光纤放大器（3）、光纤环形器（4）、光纤耦合器（5）、平衡光电探测器（6）和模数转换器（7），激光器Ⅰ（1）产生的光经光纤放大器（3）进行放大处理后，再经光纤环形器（4）后的一路光注入到待测光纤；另一路进入光纤耦合器（5）；
2.根据权利要求1所述的一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统，其特征在于：所述激光器Ⅰ（1）、激光器Ⅱ（2）均为可调整其输出波长的可调谐激光器。
3.根据权利要求1所述的一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统，其特征在于：所述光纤放大器（3）为掺饵光纤放大器、掺镱光纤放大器、掺铥光纤放大器中的一种。
4.一种集成光纤测试方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的基于双激光器发射的集成光纤测试系统，包括OTDR、C-OTDR、OFDR、TWO-OFDR四种工作模式。
5.根据权利要求4所述一种集成光纤测试方法，其特征在于，当集成光纤测试系统处于OTDR工作模式时：调节激光器Ⅰ（1），产生频率固定的短脉冲，经光纤放大器（3）
6.根据权利要求4所述一种集成光纤测试方法，其特征在于，当集成光纤测试系统处于C-OTDR工作模式时：调节激光器Ⅰ（1），产生频率固定的短脉冲，作为一路探测光；调节激光器Ⅱ（2），产生与激光器Ⅰ（1）同频率的短脉冲，作为一路本地参考光；
7.根据权利要求4所述一种集成光纤测试方法，其特征在于，当集成光纤测试系统处于OFDR工作模式时：调节激光器Ⅰ（1），产生线性扫频的连续光，作为一路探测光；调节激光器Ⅱ（2），产生与激光器Ⅰ（1）同功率的线性扫频连续光，作为一路本地参考光，
8.根据权利要求4所述一种集成光纤测试方法，其特征在于，当集成光纤测试系统处于TWO-OFDR工作模式时：激光器Ⅰ（1）和激光器Ⅱ（2）分别产出扫频速度相同但方向相反的激光信号，激光器Ⅰ（1）的光作为探测光，激光器Ⅱ（2）作为本地参考光，用脉冲压缩法进行电信号的解调。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统，其特征在于：包括激光器ⅰ（1）、激光器ⅱ（2）、光纤放大器（3）、光纤环形器（4）、光纤耦合器（5）、平衡光电探测器（6）和模数转换器（7），激光器ⅰ（1）产生的光经光纤放大器（3）进行放大处理后，再经光纤环形器（4）后的一路光注入到待测光纤；另一路进入光纤耦合器（5）；
2.根据权利要求1所述的一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统，其特征在于：所述激光器ⅰ（1）、激光器ⅱ（2）均为可调整其输出波长的可调谐激光器。
3.根据权利要求1所述的一种基于双激光器发射的集成光纤测试系统，其特征在于：所述光纤放大器（3）为掺饵光纤放大器、掺镱光纤放大器、掺铥光纤放大器中的一种。
4.一种集成光纤测试方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的基于双激光器发射的集成光纤测试系统，包括otdr、c-otdr、ofdr、two-ofdr四种工作模式。
5.根据权利要求4所述一种集成光纤测试方法，其特征在于，当集成光纤测试系统处于otdr工作模式时：调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉娇，荣鹏，陈典，王志鹏，莫文静，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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