基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪的制造方法与工艺

技术特征：
1.一种基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，包括窄线宽半导体激光器(1)、耦合器(2)、第一掺铒光纤放大器(3)、第一偏振控制器(4)、单边带调制器(5)、微波源(6)、光隔离器(7)、传感光纤(8)、光环形器(9)、第二掺铒光纤放大器(10)、扰偏器(11)、电光强度调制器(12)、第二偏振控制器(13)、任意波形发生器(14)、光滤波器(15)、光电探测器(16)、信号采集及处理系统(17)；所述窄线宽半导体激光器(1)发出的连续光经耦合器(2)后分成两路，其中：由耦合器(2)的第一端口(21)输出的连续光，经第一掺铒光纤放大器(3)进行光放大和第一偏振控制器(4)调整偏振态之后，注入由微波源(6)驱动的单边带调制器(5)，所述微波源输出信号的频率为fm，所述单边带调制器(5)受微波源(6)驱动后产生移频量为fm的单边带信号作为探测光信号，所述探测光信号经光隔离器(7)之后输入传感光纤(8)；由耦合器(2)的第二端口(22)输出的连续光，经第二偏振控制器(13)调整偏振态之后，通过任意波形发生器(14)控制的电光强度调制器(12)被调制成编码泵浦脉冲光，所述编码泵浦脉冲光经扰偏器(11)和第二掺铒光纤放大器(10)后由光环形器(9)的第一端口(91)注入，然后由光环形器(9)的第二端口(92)输出至传感光纤(8)的另一端；上述探测光信号和泵浦脉冲光信号在传感光纤(8)中相向传输并发生受激布里渊散射作用，携带布里渊散射信息的探测光信号经光环形器(9)的第三端口(93)进入光滤波器(15)，滤除自发辐射噪声之后进入光电探测器(16)进行光电转换，信号采集及处理系统(17)采集光电探测器(16)输出的编码布里渊时域散射信号；其特征在于：所述任意波形发生器(14)依次产生同时包含预泵浦部分和主脉冲部分的Golay码和只包含预泵浦部分的Golay码，调制电光强度调制器(12)产生编码泵浦脉冲光，依次获取两组编码布里渊时域散射信号，在后续信号处理过程中对两组布里渊散射信号做差分运算，并对差分运算得到的信号进行解码、归一化处理得到布里渊增益谱，再通过洛伦兹拟合即可得到传感光纤(8)沿线的布里渊频移分布，根据布里渊频移与温度或应变的对应关系，实现光纤分布式温度或应变传感。2.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述窄线宽半导体激光器(1)的线宽为10kHz，远小于布里渊增益谱谱宽，工作波长为1550nm，输出功率为5dBm。3.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述第一掺铒光纤放大器(3)为连续光放大器，用于补偿后续单边带调制器(5)、光隔离器(7)的插入损耗，通过调节第一掺铒光纤放大器(3)的增益可以调整探测光的最终入纤功率，以避免发生严重的泵浦消耗现象。4.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述微波源(6)输出微波信号的频率fm从10GHz～12GHz之间连续可调，通过连续改变微波信号的调制频率fm，即可实现布里渊频谱的扫频测量。5.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述传感光纤(8)为普通单模石英光纤，在1550nm波长处的损耗为0.2dB/km。6.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述第二掺铒光纤放大器(10)为高功率光脉冲放大器，用于放大电光强度调制器(12)产生的编码脉冲序列以获得较高的脉冲峰值功率，保证系统末端的信噪比，同时第二掺铒光纤放大器(10)的增益不能过大，以避免出现增益饱和及泵浦消耗现象。7.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述电光强度调制器(12)的消光比为35dB，工作在线性工作点，根据任意波形发生器(14)输入的编码电脉冲信号，依次产生同时包含预泵浦部分和主脉冲部分的Golay码编码和只包含预泵浦部分的Golay码编码的光脉冲信号。8.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述光电探测器(16)是带宽为350MHz的高速光电探测器，可满足窄泵浦脉冲条件下探测布里渊时域散射信号的要求。9.根据权利要求1所述基于预泵浦脉冲和格雷码编码的布里渊光时域分析仪，其特征在于：所述信号采集及处理系统(17)由一台高速数字示波器及一台计算机组成，高速数字示波器用于数据采集及平均，计算机对采集所得的数据进行处理及显示。10.基于权利要求1所述布里渊光时域分析仪的布里渊光时域分析方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：将工作波长为1550nm、线宽为10kHz的半导体激光器(1)产生的单频连续激光输入到耦合器(2)，经耦合器(2)分束成为探测光和泵浦光两个支路，分别从耦合器(2)的第一端口(21...