BOTDR系统高消光比脉冲光源的研究

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基于布里渊光时域反射技术(BOTDR)的分布式光纤传感系统因可同时传感温度与应变两个变量而具有广阔的应用前景,但目前仍存在着空间分辨率不高、系统不稳定等缺陷,而脉冲光源是形成这一问题的重要因素。因此,本文在深入研究BOTDR系统脉冲光源工作原理的基础上,设计并实现了一种高消光比脉冲光源系统,最后对脉冲光源的性能进行了测试实验,具体内容如下:(1)分析了BOTDR系统脉冲光源的基本原理及设计指标,确定了高消光比脉冲光源的总体设计方案与组成。(2)设计了以STC12单片机为微控制器,集恒流驱动模块与温度反馈调节模块于一体的激光器驱动系统,实现连续光源的稳定输出。解决了驱动电源与工作温度的微小波动易造成连续光源输出光功率及波长波动的问题。(3)设计了偏置电压自动锁定电路,结合步进跟踪算法,实现了对电光调制器驱动电压的自动锁定。解决了电光调制器工作点电压易随温度等环境因素的变化发生漂移而导致脉冲光消光比下降的问题。(4)最后对脉冲光源的稳定性进行了对比测试实验,未加载偏置电压自动锁定模块时,150min的时间里脉冲光消光比下降了19.3d B,加载偏置电压自动锁定模块时,150min的时间里脉冲光消光比可稳定在51d B~53dB,可见本文实现了具有高消光比、高稳定性的脉冲光源研制。
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