CN102589857A - 基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法及装置 - Google Patents

基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法及装置 Download PDF

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CN102589857A CN2012100598177A CN201210059817A CN102589857A CN 102589857 A CN102589857 A CN 102589857A CN 2012100598177 A CN2012100598177 A CN 2012100598177A CN 201210059817 A CN201210059817 A CN 201210059817A CN 102589857 A CN102589857 A CN 102589857A
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董永康
吕志伟
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Abstract

基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法及装置，属于光学领域，本发明为解决现有测量保偏光纤双折射技术测量时间非常长，长距离和高空间分辨率不能同时满足的问题。本发明方法：在待测保偏光纤的一端入射泵浦脉冲光，并跟随入射探测脉冲光，在待测保偏光纤的另一端入射连续泵浦光，连续泵浦光与泵浦脉冲光入射至同一个光学主轴上，探测脉冲光入射至另一个光学主轴，连续泵浦光与泵浦脉冲光在待测保偏光纤内相遇并发生受激布里渊散射产生布里渊动态光栅；探测脉冲光被光栅反射，多次注入泵浦脉冲光和不同频率的探测脉冲光，获取不同频率时的待测保偏光纤每个位置点的反射光强，进而获取待测保偏光纤每个位置点的双折射。

Description

基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法及装置
技术领域
本发明涉及基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法及装置，属于光学领域。
背景技术
保偏光纤因其在光纤通信和光纤传感领域有着广泛的应用而引起人们的极大关注和广泛研究。图1所示为目前广泛使用的熊猫型保偏光纤的截面图，它具有两个光学主轴，分别为快轴和慢轴，快轴的折射率为nf，慢轴的折射率为ns，快轴与慢轴的折射率的差为保偏光纤的双折射，保偏光纤的双折射是其应用中最重要的参数之一。由于材料的不均匀性，光纤拉制过程中的环境扰动，光纤缠绕时受力不均匀，光纤所受的侧向压力和环境温度变化等因素的影响，不可避免地会导致保偏光纤双折射发生变化和分布不均匀。目前，虽然已经提出很多方法来测量保偏光纤的双折射，然而大部分方法只能测量一段保偏光纤的平均双折射，而不能测量保偏光纤每个位置点的双折射。
为了测量保偏光纤每个位置点的双折射，2010年加拿大渥太华大学董永康等人提出了一种基于布里渊动态光栅技术测量保偏光纤双折射方法。结合图2说明该方法的原理：首先，在保偏光纤的两端分别注入一束泵浦光，分别为泵浦光1和泵浦光2，这两束泵浦光传输方向相反，且注入到保偏光纤的一个光学主轴里，使两束泵浦光的频率差等于保偏光纤中的布里渊频移，因此两束泵浦光发生相互作用，通过电致伸缩效应产生了布里渊动态光栅；然后把一束探测光沿着与泵浦光2相同传播方向注入到保偏光纤的另外一个光学主轴里，当泵浦光2和探测光的频差满足ΔvBire＝Δnv/ng时，探测光就会被布里渊动态光栅反射并获得最大的反射率，这里Δn是保偏光纤的双折射，v是探测光频率，ng是保偏光纤的群折射率，此时泵浦光2和探测光的频差ΔvBire就被称为双折射频移。通过测量到的双折射频移和方程ΔvBire＝Δnv/ng就可以计算保偏光纤中两束泵浦光产生布里渊动态光栅处的的双折射Δn，为了测量这一段保偏光纤其它点的双折射，通过改变泵浦光1和泵浦光2的入射时间差，进而改变二者相遇产生布里渊的地点来实现，则每次只能测量一个点的双折射。
利用这个方法，董永康等人首次实现了分布式保偏光纤双折射的测量(YongkangDong，Liang Chen，and Xiaoyi Bao，“Truly distributed birefringence measurement ofpolarization-maintaining fibers based on transient Brillouin grating，”Optics Letters，Vol.35，No.2，193，2010)。在这个方案中，两个传输方向相反的高功率、窄脉冲的泵浦光(即泵浦光1和泵浦光2)被注入到保偏光纤的一个光学主轴里产生布里渊动态光栅，然后一个长脉冲的探测光在时间上紧跟着泵浦脉冲2被注入到保偏光纤的另外一个光学主轴里。在这个方案中，空间分辨率是由泵浦光的脉宽决定的，泵浦光脉冲的脉宽越窄，其空间分辨率越高，因此必须使用高功率的窄脉冲泵浦光来获取高空间分辨率，但是高功率的泵浦光在光纤中会产生其他的非线性效应，比如自相位调制和调制不稳定，因此光纤测量长度受到限制，无法实现长距离保偏光纤双折射的测量。该文献中使用脉宽为2ns、功率为30W的泵浦脉冲，2ns的脉宽获得20cm的空间分辨率，然而30W的高功率引起的非线性效应使光纤的测量长度只有8m。此外，在这个方案中，每次只能测量光纤上的一个位置点，分布式双折射的测量只能通过调节两束脉冲泵浦光的延时，沿着光纤扫描布里渊动态光栅产生的位置来实现，因此测量时间非常长。
发明内容
本发明目的是为了解决现有测量保偏光纤双折射技术测量时间非常长，长距离和高空间分辨率不能同时满足的问题，提供了一种基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法及装置。
本发明所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，在待测保偏光纤的一端入射泵浦脉冲光，并跟随入射探测脉冲光，所述泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴，所述探测脉冲光入射至待测保偏光纤的另一个光学主轴，
在待测保偏光纤的另一端入射连续泵浦光，所述连续泵浦光与所述泵浦脉冲光入射至同一个光学主轴上，所述连续泵浦光与所述泵浦脉冲光在待测保偏光纤内相遇并发生受激布里渊散射产生布里渊动态光栅；
所述探测脉冲光被布里渊动态光栅反射，获取待测保偏光纤每个位置点的反射光强，
多次注入泵浦脉冲光和不同频率的探测脉冲光，获取不同频率的探测脉冲光入射时的待测保偏光纤每个位置点的反射光强，进而获取所述待测保偏光纤每个位置点的布里渊反射光谱，进而获取所述待测保偏光纤每个位置点的双折射。
获取待测保偏光纤的双折射的过程为：
注入n次不同频率探测脉冲光，检测第1～n次探测光与泵浦脉冲光之间的频率差Δv1 Δv2...Δvi... Δvn，
同时记录每次注入不同频率探测脉冲光时，探测脉冲光被布里渊动态光栅反射的反射光光强，每个探测光与泵浦脉冲光之间的频率差Δvi对应的反射光光强序列为I1-i，I2-i，...，Ij-i，...，Im-i，n个反射光光强序列形成反射光光强矩阵B
B = I 1 - 1 I 2 - 1 . . . . . . I m - 1 I 1 - 2 I 2 - 2 . . . . . . I m - 2 . . . . . . . . . I j - i . . . . . . . . . I 1 - n I 2 - n . . . . . . I m - n ,
Ij-i为待测保偏光纤第j个位置点的第i次注入探测脉冲光时被布里渊动态光栅反射的反射光光强，i＝1，2，...，n，，j＝1，2，...，m，
选取待测保偏光纤每个位置点的n个反射光光强以探测光与泵浦脉冲光之间的频率差为横坐标就可以画出该位置点的布里渊动态光栅反射谱，其中最大反射光光强对应的探测光与泵浦脉冲光之间的频率差就是双折射频移Δvj-max，将双折射频移Δvj-max代入公式
Δ n j = Δ v j - max · n g v
获取该位置点的双折射，
上式中，Δnj为待测保偏光纤第j个位置点的双折射，ng为待测保偏光纤的群折射率，v是探测脉冲光频率。
实现上述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法的装置，它包括连续泵浦光光源、泵浦脉冲光光源、探测脉冲光光源、第三光纤耦合器、第一探测器、频率计数器、第六光纤耦合器、第二探测器、频谱分析仪、脉冲发生器、第四光纤偏振控制器、光纤环形器、第五光纤偏振控制器、光纤偏振合束器、第三探测器、数据采集卡和计算机，
连续泵浦光光源包括第一激光器，泵浦脉冲光光源包括第二激光器，探测脉冲光光源包括第三激光器，
连续泵浦光光源输出连续泵浦光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，
泵浦脉冲光光源的泵浦脉冲光输出端与第四光纤偏振控制器的输入端相连，第四光纤偏振控制器的输出端与光纤偏振合束器同轴入射端相连，所述泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，连续泵浦光和泵浦脉冲光入射至测待测保偏光纤的同一光学主轴；
探测脉冲光光源的探测脉冲光输出端与光纤环形器的第一端口相连，光纤环形器的第二端口与第五光纤偏振控制器的输入端相连，第五光纤偏振控制器的输出端与光纤偏振合束器的异轴入射端相连，光纤环形器的第二端口与第三探测器的数据采集端相连相连，第三探测器的数据输出端与数据采集卡的数据采集端相连，数据采集卡的数据输出端与计算机的输入端相连；
脉冲发生器的泵浦光脉冲驱动端与泵浦脉冲光光源的脉冲控制端相连，
脉冲发生器的探测光脉冲驱动端与探测脉冲光光源的脉冲控制端相连，
脉冲发生器的同步触发端与数据采集卡的同步采集始能端相连；
第三光纤耦合器以50∶50的比例耦合第一激光器的输出光和第二激光器的输出光，并通过第一探测器和频率计数器实现测量第一激光器的输出光和第二激光器的输出光之间的频率差，并控制第二激光器的输出光，以保证连续泵浦光和泵浦脉冲光的频率差为待测保偏光纤的布里渊频移，
第六光纤耦合器以50∶50的比例耦合第一激光器的输出光和第三激光器的输出光，并通过第二探测器和频谱分析仪实现测量连续泵浦光和探测脉冲光的频率差，并将频谱分析仪测量结果输出给计算机。
本发明的优点：
1、本发明能实现测量长距离保偏光纤的双折射，可达到500米以上；
2、测量时间短，本发明注入一次脉冲可获取保偏光纤所有位置点的反射光强，通过扫描探测光的频率，即可获取保偏光纤所有位置点的布里渊反射光谱，进而轻松获取保偏光纤所有位置点的双折射；
3、在测量长距离保偏光纤双折射的同时，保证了高空间分辨率，本发明中泵浦脉冲光的脉宽一般选在20～100ns可以充分激发布里渊动态光栅，因此可以采用较窄的探测脉冲保证高空间分辨率；；
4、本发明采用的是分布式保偏光纤双折射测量手段，克服现有技术中测量光纤短，测量时间长的问题。
附图说明
图1是保偏光纤的截面图；
图2是背景技术中提及的测量保偏光纤双折射方法的原理图；
图3是本发明所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法的原理图；
图4是实施方式六十三所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量装置的结构示意图；
图5是实施方式七十所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量装置的结构示意图；
图6是待测保偏光纤每个位置点的布里渊动态光栅反射谱；
图7是采用本发明所述方法的测量结果曲线图；
图8和图9是实施方式六十一的原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，在待测保偏光纤的一端入射泵浦脉冲光，并跟随入射探测脉冲光，所述泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴，所述探测脉冲光入射至待测保偏光纤的另一个光学主轴，
在待测保偏光纤的另一端入射连续泵浦光，所述连续泵浦光与所述泵浦脉冲光入射至同一个光学主轴上，所述连续泵浦光与所述泵浦脉冲光在待测保偏光纤内相遇并发生受激布里渊散射产生布里渊动态光栅；
所述探测脉冲光被布里渊动态光栅反射，获取待测保偏光纤每个位置点的反射光强，
多次注入泵浦脉冲光和不同频率的探测脉冲光，获取不同频率的探测脉冲光入射时的待测保偏光纤每个位置点的反射光强，进而获取所述待测保偏光纤每个位置点的布里渊反射光谱，进而获取所述待测保偏光纤每个位置点的双折射。
所述连续泵浦光与所述泵浦脉冲光的频率差为待测保偏光纤的布里渊频移。
具体实施方式二：本实施方式与实施方式一的不同之处在于，所述连续泵浦光和所述泵浦脉冲光的入射方向相对，且两个光束的传播方向与待测保偏光纤的中心轴线平行。其它与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与实施方式一或二的不同之处在于，所述探测脉冲光的入射方向与所述泵浦脉冲光的入射方向相同，所述探测脉冲光的传播方向与待测保偏光纤的中心轴线平行。其它与实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为20ns～100ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为20ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式六：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为30ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式七：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为40ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式八：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为50ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式九：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为60ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为70ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十一：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为80ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十二：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为90ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十三：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为100ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十四：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为30ns～80ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十五：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为40ns～60ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十六：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为40ns～50ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十七：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为50ns～60ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十八：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于所述泵浦脉冲光的脉宽为60ns～70ns。，其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式十九：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为70ns～80ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式二十：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为80ns～90ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与实施方式一、二或三的不同之处在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为90ns～100ns。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为1ns～10ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为1ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式二十四：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为2ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式二十五：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为3ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式二十六：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为4ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式二十七：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为5ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式二十八：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于所述探测脉冲光的脉宽为6ns。，其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式二十九：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为7ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为8ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十一：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为9ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十二：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为10ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十三：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为1ns～9ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十四：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为2ns～8ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十五：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为3ns～8ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十六：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为4ns～9ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十七：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为4ns～7ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十八：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为5ns～9ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式三十九：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为5ns～8ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式四十：本实施方式与实施方式一、二、三或四的不同之处在于，所述探测脉冲光的脉宽为5ns～7ns。其它与实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式四十一：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光0ns～20ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
探测脉冲光的上升沿滞后所述泵浦脉冲光的下降沿0ns～20ns，参见图3。
具体实施方式四十二：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光0ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。0ns效果最好。
具体实施方式四十三：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光1ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式四十四：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光2ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式四十五：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光3ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式四十六：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光5ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式四十七：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光10ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式四十八：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光15ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式四十九：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光20ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光1ns～10ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十一：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光2ns～8ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十二：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光3ns～15ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十三：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光4ns～18ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十四：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光5ns～15ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十五：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光6ns～14ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十六：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光7ns～19ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十七：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光8ns～20ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十八：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光10ns～20ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式五十九：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光10ns～15ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式六十：本实施方式与实施方式一、二、三、四或二十二的不同之处在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光12ns～20ns。其它与实施方式一、二、三、四或二十二相同。
具体实施方式六十一：结合图8和图9说明本实施方式，本实施方式与实施方式一、二、三、四、二十二或四十二的不同之处在于，探测脉冲光的波长在1550nm±10nm之间变化，来实现输出不同频率的探测脉冲光。其它与实施方式一、二、三、四、二十二或四十二相同。
因为探测光和泵浦光脉冲光的频率差较大，因此提出间接测量的方案，有以下两种情况。
两种情况：
第一种情况如图8所示，连续泵浦光和泵浦脉冲光在待测保偏光纤的快轴，探测脉冲光在待测保偏光纤的慢轴，此时，需要泵浦脉冲光的频率＞连续泵浦光的频率，探测脉冲光的频率小于二者，则探测脉冲光的波长在1550nm附近变化；
连续泵浦光光源30产生的连续泵浦光和泵浦脉冲光光源31产生的泵浦脉冲光被注入到待测保偏光纤的快轴(折射率较小的轴)里，而且泵浦脉冲光的频率比连续泵浦光的频率大一个待测保偏光纤的布里渊频移，探测脉冲光光源32产生的探测脉冲光被注入到待测保偏光纤的慢轴(折射率较大的轴)里，当探测脉冲光的频率比泵浦脉冲光的频率小一个双折射频移时，在布里渊动态光栅上就会有反射光，而且反射光的频率比探测光的频率小一个待测保偏光纤的布里渊频移，双折射频移等于频谱分析仪21记录的连续泵浦光和探测脉冲光的频率差加上一个待测保偏光纤的布里渊频移。
第二种情况如图9所示，连续泵浦光和泵浦脉冲光在待测保偏光纤的慢轴，探测脉冲光在待测保偏光纤的快轴，此时，需要连续泵浦光的频率＞泵浦脉冲光的频率，探测脉冲光的频率大于所述二者的频率，则探测脉冲光的波长在1550nm附近变化。
连续泵浦光光源30产生的连续泵浦光和泵浦脉冲光光源31产生的泵浦脉冲光被注入到待测保偏光纤的慢轴(折射率较大的轴)里，而且泵浦脉冲光的频率比连续泵浦光的频率小一个待测保偏光纤的布里渊频移，探测脉冲光光源32产生的探测脉冲光被注入到待测保偏光纤的快轴(折射率较小的轴)里，当探测光的频率比泵浦脉冲光的频率大一个双折射频移时，在布里渊动态光栅上就会有反射光，而且反射光的频率比探测光的频率大一个待测保偏光纤的布里渊频移，双折射频移等于频谱分析仪21记录的连续泵浦光和探测脉冲光的频率差加上一个待测保偏光纤的布里渊频移。
具体实施方式六十二：结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式与实施方式一、二、三、四、二十二、四十二或六十一的不同之处在于，
获取待测保偏光纤的双折射的过程为：
注入n次不同频率探测脉冲光，检测第1～n次探测光与泵浦脉冲光之间的频率差Δv1Δv2...Δvi...Δvn，
同时记录每次注入不同频率探测脉冲光时，探测脉冲光被布里渊动态光栅反射的反射光光强，每个待测保偏光纤的双折射频移Δvi对应的反射光光强序列为I1-i，I2-i，...，Ij-i，...，Im-i，n个反射光光强序列形成反射光光强矩阵B
B = I 1 - 1 I 2 - 1 . . . . . . I m - 1 I 1 - 2 I 2 - 2 . . . . . . I m - 2 . . . . . . . . . I j - i . . . . . . . . . I 1 - n I 2 - n . . . . . . I m - n ,
Ij-i为待测保偏光纤第j个位置点的第i次注入探测脉冲光时被布里渊动态光栅反射的反射光光强，i＝1，2，...，n，，j＝1，2，...，m
选取待测保偏光纤每个位置点的n个反射光光强以探测光与泵浦脉冲光之间的频率差为横坐标就可以画出该位置点的布里渊动态光栅反射谱，其中最大反射光光强对应的探测光与泵浦脉冲光之间的频率差就是双折射频移Δvj-max，将双折射频移Δvj-max代入公式 Δ n j = Δ v j - max · n g v
获取该位置点的双折射，
上式中，Δnj为待测保偏光纤第j个位置点的双折射，ng为待测保偏光纤的群折射率，v是探测脉冲光频率。
其它与实施方式一、二、三、四、二十二、四十二或六十一相同。
Δvj-max为探测脉冲光与泵浦脉冲光的频率差，即待测量保偏光纤的双折射频移，且Δvj-max＝|vp2-vprobe|，式中，vp2为泵浦脉冲光的频率，vprobe为探测脉冲光的频率；
每次注入待测保偏光纤的探测脉冲光的频率不同，则测得的二者的频率差Δvi也不同，随着泵浦脉冲光向前传播，泵浦脉冲光与连续泵浦光在待测保偏光纤中不断的产生布里渊动态光栅，即动态布里渊动态光栅，探测脉冲光紧随泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤中，则探测脉冲光被反射，记录每一个频率下布里渊动态光栅对探测脉冲光的反射信号，即待测保偏光纤每个位置点的反射光光强序列I1-i I2-i......Im-i，具体为：
Δv1对应的反射光光强序列为：I1-1 I2-1......Im-1，
Δv2对应的反射光光强序列为：I1-2 I2-2......Im-2，
Δvi对应的反射光光强序列为：I1-i I2-i......Im-i，
Δvn对应的反射光光强序列为：I1-n I2-n......Im-n，
进而获取待测保偏光纤第一个位置点的布里渊反射光谱，其横坐标为探测脉冲光与泵浦脉冲光的频率差Δv1 Δv2...Δvi...Δvn，纵坐标为布里渊动态光栅反射光强 I 1 - 1 I 1 - 2 . . . I 1 - i . . . I 1 - n , 如图6所示，图6中的反射光强为归一化后的反射光强。其它点的布里渊反射光谱与其第一点相同。
具体实施方式六十三：下面结合图4说明本实施方式，实现实施方式一、二、三、四、二十二、四十二、六十一或六十二所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法的装置，它包括连续泵浦光光源30、泵浦脉冲光光源31、探测脉冲光光源32、第三光纤耦合器16、第一探测器17、频率计数器18、第六光纤耦合器19、第二探测器20、频谱分析仪21、脉冲发生器22、第四光纤偏振控制器23、光纤环形器24、第五光纤偏振控制器25、光纤偏振合束器26、第三探测器27、数据采集卡28和计算机29，
连续泵浦光光源30包括第一激光器1，泵浦脉冲光光源31包括第二激光器6，探测脉冲光光源32包括第三激光器11，
连续泵浦光光源30输出连续泵浦光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，
泵浦脉冲光光源31的泵浦脉冲光输出端与第四光纤偏振控制器23的输入端相连，第四光纤偏振控制器23的输出端与光纤偏振合束器26同轴入射端相连，所述泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，连续泵浦光和泵浦脉冲光入射至测待测保偏光纤的同一光学主轴；
探测脉冲光光源32的探测脉冲光输出端与光纤环形器24的第一端口相连，光纤环形器24的第二端口与第五光纤偏振控制器25的输入端相连，第五光纤偏振控制器25的输出端与光纤偏振合束器26的异轴入射端相连，光纤环形器24的第二端口与第三探测器27的数据采集端相连相连，第三探测器27的数据输出端与数据采集卡28的数据采集端相连，数据采集卡28的数据输出端与计算机29的输入端相连；
脉冲发生器22的泵浦光脉冲驱动端与泵浦脉冲光光源31的脉冲控制端相连，
脉冲发生器22的探测光脉冲驱动端与探测脉冲光光源32的脉冲控制端相连，
脉冲发生器22的同步触发端与数据采集卡28的同步采集始能端相连；
第三光纤耦合器16以50∶50的比例耦合第一激光器1的输出光和第二激光器6的输出光，并通过第一探测器17和频率计数器18实现测量第一激光器1的输出光和第二激光器6的输出光的频率差，并控制第二激光器6的输出光的发射频率，以保证连续泵浦光和泵浦脉冲光的频率差为待测保偏光纤的布里渊频移，
第六光纤耦合器19以50∶50的比例耦合第二激光器6的输出光和第三激光器11的输出光，并通过第二探测器20和频谱分析仪21实现测量泵浦脉冲光和探测脉冲光之间的频差，并将频谱分析仪21测量结果输出给计算机29。
本实施方式是直接测量的是泵浦脉冲光和探测脉冲光的频率差。。
具体实施方式六十四：本实施方式与实施方式六十三的不同之处在于，连续泵浦光光源30还包括第一光纤耦合器2、第一光纤偏振控制器4和光纤偏振器5，
第一激光器1输出的连续光光束进入第一光纤耦合器2，第一光纤耦合器2输出90％～95％的光进入第一光纤偏振控制器4，第一光纤偏振控制器4输出光束经过光纤偏振器5输出泵浦连续光，
第一光纤耦合器2输出5％～10％的光进入第三光纤耦合器16。其它与实施方式六十三相同。
具体实施方式六十五：本实施方式与实施方式六十三的不同之处在于，连续泵浦光光源30还包括第一光纤耦合器2、第一光纤偏振控制器4和光纤偏振器5，
第一激光器1输出的连续光光束进入第一光纤耦合器2，第一光纤耦合器2输出90％～95％的光进入第一光纤偏振控制器4，第一光纤偏振控制器4输出光束经过光纤偏振器5输出泵浦连续光，
第一光纤耦合器2输出5％的光进入第三光纤耦合器16。其它与实施方式六十三相同。
具体实施方式六十六：本实施方式与实施方式六十三或六十四的不同之处在于，泵浦脉冲光光源31还包括第二光纤耦合器7、第四光纤耦合器3、第二光纤偏振控制器8、第一光电调制器9和第一掺铒光纤放大器10，
第二激光器6输出的泵浦光束进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出90％～95％的光进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出5％～10％的光进入第三光纤耦合器16；
第二光纤耦合器7输出90％～95％的光进入第四光纤耦合器3，第四光纤耦合器3输出90％～95％的光进入第二光纤偏振控制器8，第四光纤耦合器3输出5％～10％的光进入第六光纤耦合器19，第二光纤偏振控制器8输出的光进入第一光电调制器9，第一光电调制器9经脉冲发生器22触发后输出泵浦脉冲光，并经第一掺铒光纤放大器10放大后输出。
其它与实施方式六十三或六十四相同。
具体实施方式六十七：本实施方式与实施方式六十三或六十四的不同之处在于，泵浦脉冲光光源31还包括第二光纤耦合器7、第四光纤耦合器3、第二光纤偏振控制器8、第一光电调制器9和第一掺铒光纤放大器10，
第二激光器6输出的泵浦光束进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出95％的光进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出5％的光进入第三光纤耦合器16；
第二光纤耦合器7输出95％的光进入第四光纤耦合器3，第四光纤耦合器3输出95％的光进入第二光纤偏振控制器8，第四光纤耦合器3输出5％的光进入第六光纤耦合器19，第二光纤偏振控制器8输出的光进入第一光电调制器9，第一光电调制器9经脉冲发生器22触发后输出泵浦脉冲光，并经第一掺铒光纤放大器10放大后输出。
其它与实施方式六十三或六十四相同。
具体实施方式六十八：本实施方式与实施方式六十三、六十四或六十六的不同之处在于，探测脉冲光光源32还包括第三光纤偏振控制器12、第五光纤耦合器13、第二光电调制器14和第二掺铒光纤放大器15，
第三激光器11输出的探测光束进入第三光纤偏振控制器12，第三光纤偏振控制器12输出的光束进入第五光纤耦合器13，第五光纤耦合器13输出90％～95％的光进入第二光电调制器14，第五光纤耦合器13输出5％～10％的光进入第六光纤耦合器19，第二光电调制器14
经脉冲发生器22触发后输出探测脉冲光，并经第二掺铒光纤放大器15放大后输出。
其它与实施方式六十三、六十四或六十六相同。
具体实施方式六十九：本实施方式与实施方式六十三、六十四或六十五的不同之处在于，探测脉冲光光源32还包括第三光纤偏振控制器12、第五光纤耦合器13、第二光电调制器14和第二掺铒光纤放大器15，
第三激光器11输出的探测光束进入第三光纤偏振控制器12，第三光纤偏振控制器12输出的光束进入第五光纤耦合器13，第五光纤耦合器13输出95％的光进入第二光电调制器14，第五光纤耦合器13输出5％的光进入第六光纤耦合器19，第二光电调制器14
经脉冲发生器22触发后输出探测脉冲光，并经第二掺铒光纤放大器15放大后输出。
其它与实施方式六十三、六十四或六十五相同。
具体实施方式七十：下面结合图5至图9说明本实施方式，实现实施方式一、二、三、四、二十二、四十二、六十一或六十二所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法的装置，它包括连续泵浦光光源30、泵浦脉冲光光源31、探测脉冲光光源32、第三光纤耦合器16、第一探测器17、频率计数器18、第六光纤耦合器19、第二探测器20、频谱分析仪21、脉冲发生器22、第四光纤偏振控制器23、光纤环形器24、第五光纤偏振控制器25、光纤偏振合束器26、第三探测器27、数据采集卡28和计算机29，
连续泵浦光光源30包括第一激光器1，泵浦脉冲光光源31包括第二激光器6，探测脉冲光光源32包括第三激光器11，
连续泵浦光光源30输出连续泵浦光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，
泵浦脉冲光光源31的泵浦脉冲光输出端与第四光纤偏振控制器23的输入端相连，第四光纤偏振控制器23的输出端与光纤偏振合束器26同轴入射端相连，所述泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，连续泵浦光和泵浦脉冲光入射至测待测保偏光纤的同一光学主轴；
探测脉冲光光源32的探测脉冲光输出端与光纤环形器24的第一端口相连，光纤环形器24的第二端口与第五光纤偏振控制器25的输入端相连，第五光纤偏振控制器25的输出端与光纤偏振合束器26的异轴入射端相连，光纤环形器24的第三端口与第三探测器27的数据采集端相连相连，第三探测器27的数据输出端与数据采集卡28的数据采集端相连，数据采集卡28的数据输出端与计算机29的输入端相连；
脉冲发生器22的泵浦光脉冲驱动端与泵浦脉冲光光源31的脉冲控制端相连，
脉冲发生器22的探测光脉冲驱动端与探测脉冲光光源32的脉冲控制端相连，
脉冲发生器22的同步触发端与数据采集卡28的同步采集始能端相连；
第三光纤耦合器16以50∶50的比例耦合第一激光器1的输出光和第二激光器6的输出光，并通过第一探测器17和频率计数器18实现测量第一激光器1的输出光和第二激光器6的输出光的频率差，并控制第二激光器6的发射频率，以保证连续泵浦光和泵浦脉冲光的频率差为待测保偏光纤的布里渊频移，
第六光纤耦合器19以50∶50的比例耦合第一激光器1的输出光和第三激光器11的输出光，并通过第二探测器20和频谱分析仪21实现测量连续泵浦光和探测脉冲光的频率差，并将频谱分析仪21测量结果输出给计算机29。
本实施方式中测量的是连续泵浦光和探测脉冲光的频率差，则泵浦脉冲光和探测脉冲光的频率差是上述测量结果加上保偏光纤的布里渊频移。所述间接测量泵浦脉冲光和探测脉冲光的频率差的方案降低了对第二探测器20和频谱分析仪21的带宽要求。通过扫描探测脉冲光的频率就可以获得待测保偏光纤上的布里渊动态光栅光谱，从而就可以计算出保偏光纤双折射的分布。
具体实施方式七十一：本实施方式与实施方式七十的不同之处在于，连续泵浦光光源30还包括第一光纤耦合器2、第四光纤耦合器3、第一光纤偏振控制器4和光纤偏振器5，
第一激光器1输出的连续光光束进入第一光纤耦合器2，第一光纤耦合器2输出90％～95％的光进入第四光纤耦合器3，第四光纤耦合器3输出90％～95％的光进入第一光纤偏振控制器4，第一光纤偏振控制器4输出光束经过光纤偏振器5输出泵浦连续光，
第一光纤耦合器2输出5％～10％的光进入第三光纤耦合器16，
第四光纤耦合器3输出5％～10％的光进入第六光纤耦合器19。
其它与实施方式七十相同。
具体实施方式七十二：本实施方式与实施方式七十的不同之处在于，连续泵浦光光源30还包括第一光纤耦合器2、第四光纤耦合器3、第一光纤偏振控制器4和光纤偏振器5，
第一激光器1输出的连续光光束进入第一光纤耦合器2，第一光纤耦合器2输出95％的光进入第四光纤耦合器3，第四光纤耦合器3输出95％的光进入第一光纤偏振控制器4，第一光纤偏振控制器4输出光束经过光纤偏振器5输出泵浦连续光，
第一光纤耦合器2输出5％的光进入第三光纤耦合器16，
第四光纤耦合器3输出5％的光进入第六光纤耦合器19。
其它与实施方式七十相同。
具体实施方式七十三：本实施方式与实施方式七十或七十一的不同之处在于，泵浦脉冲光光源31还包括第二光纤耦合器7、第二光纤偏振控制器8、第一光电调制器9和第一掺铒光纤放大器10，
第二激光器6输出的泵浦光束进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出90％～95％的光进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出5％～10％的光进入第三光纤耦合器16；
第二光纤耦合器7输出90％～95％的光进入第二光纤偏振控制器8，第二光纤偏振控制器8输出的光进入第一光电调制器9，第一光电调制器9经脉冲发生器22触发后输出泵浦脉冲光，并经第一掺铒光纤放大器10放大后输出。
其它与实施方式七十或七十一相同。
具体实施方式七十四：本实施方式与实施方式七十或七十一的不同之处在于，泵浦脉冲光光源31还包括第二光纤耦合器7、第二光纤偏振控制器8、第一光电调制器9和第一掺铒光纤放大器10，
第二激光器6输出的泵浦光束进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出95％的光进入第二光纤耦合器7，第二光纤耦合器7输出5％的光进入第三光纤耦合器16；
第二光纤耦合器7输出95％的光进入第二光纤偏振控制器8，第二光纤偏振控制器8输出的光进入第一光电调制器9，第一光电调制器9经脉冲发生器22触发后输出泵浦脉冲光，并经第一掺铒光纤放大器10放大后输出。
其它与实施方式七十或七十一相同。
具体实施方式七十五：本实施方式与实施方式七十、七十一或七十三的不同之处在于，探测脉冲光光源32还包括第三光纤偏振控制器12、第五光纤耦合器13、第二光电调制器14和第二掺铒光纤放大器15，
第三激光器11输出的探测光光束进入第三光纤偏振控制器12，第三光纤偏振控制器12输出的光束进入第五光纤耦合器13，第五光纤耦合器13输出90％～95％的光进入第二光电调制器14，第五光纤耦合器13输出5％～10％的光进入第六光纤耦合器19，第二光电调制器14
经脉冲发生器22触发后输出探测脉冲光，并经第二掺铒光纤放大器15放大后输出。
其它与实施方式七十、七十一或七十三相同。
本实施方式的测量装置包括提供连续泵浦光的第一激光器1，提供泵浦光的第二激光器6，第一光纤耦合器2和第二光纤耦合器7分别把第一激光器1和第二激光器6的一部分光以50∶50的比例耦合出来注入到第三光纤耦合器16中，第一探测器17和频率计数器18记录第一激光器1的输出光和第二激光器6的输出光拍频信号并给第二激光器6提供反馈用以锁定两束泵浦光之间的频率差，如二者之间的频率差不是待测保偏光纤的布里渊频移，则通过调整第二激光器6来校准。
第一激光器1的输出光通过第一光纤耦合器2后接第四光纤耦合器3，第四光纤耦合器3的输出端接第一光纤偏振控制器4，第一光纤偏振控制器4的输出端接光纤偏振器5，所述光纤偏振器5的作用使连续泵浦光注入到待测保偏光纤的一个光学主轴里，所述第一光纤偏振控制器4的作用是使通过光纤偏振器5后的连续泵浦光功率达到最大。
第二激光器6的输出光通过第二光纤耦合器7后接第二光纤偏振控制器8，第二光纤偏振控制器8的输出端接第一电光调制器9，所述第二光纤偏振控制器8的作用是使泵浦光的偏振态调整到与第一电光调制器9相匹配，脉冲发生器22的第一输出通道接第一电光调制器9，通过第一电光调制器9后第二激光器6的输出光就被调制成泵浦脉冲光，第一电光调制器9的输出端接第一掺铒光纤放大器10，经过第一掺铒光纤放大器10后泵浦脉冲光就被放大，第一掺铒光纤放大器10的输出端接第四光纤偏振控制器23，第四光纤偏振控制器23的输出端接光纤偏振合束器26，所述光纤偏振合束器26的作用是使泵浦脉冲光注入到待测保偏光纤的一个光学主轴里，该主轴与连续泵浦光所在的主轴相同，所述第四光纤偏振控制器23的作用是使通过光纤偏振合束器26后的泵浦脉冲光功率达到最大。所述连续泵浦光和泵浦脉冲光的频差被锁定等于待测保偏光纤的布里渊频移，而且它们都在待测保偏光纤的同一个主轴里传输，因此通过电致伸缩效应就可以产生布里渊动态光栅。
第三激光器11提供探测光，第三激光器11的输出端接第三光纤偏振控制器12，第三光纤偏振控制器12接第五光纤耦合器13，第五光纤耦合器13的输出接第二电光调制器14，所述第三光纤偏振控制器12的作用是使探测光的偏振态调整到与第二电光调制器14相匹配，脉冲发生器22的第二输出通道接第二电光调制器14，通过第二电光调制器14后探测光就被调制成探测脉冲光，第二电光调制器14的输出端接第二掺铒光纤放大器15，经过第二掺铒光纤放大器15后探测脉冲光就被放大，第二掺铒光纤放大器15的输出端接光纤环形器24的第一端口，光纤环形器24的第二端口接第五光纤偏振控制器25，第五光纤偏振控制器25的输出端接光纤偏振合束器26，所述光纤偏振合束器26的作用是使探测脉冲光注入到待测保偏光纤的另一个光学主轴里，该主轴与连续泵浦光和泵浦脉冲光所在的主轴不同，所述第五光纤偏振控制器25的作用是使通过光纤偏振合束器26后的探测脉冲光功率达到最大。
光纤环形器24的功能是光只能从第一端口进入第二端口，从第二端口进入第三端口，其他方向均不能通光。
所述脉冲发生器22给第一电光调制器9和第二电光调制器14提供驱动信号，并保证所产生的探测脉冲光在时间上紧跟着泵浦脉冲光。探测脉冲光被连续泵浦光和泵浦脉冲光相互作用产生的布里渊动态光栅上反射，反射光从光纤环形器24的第二端口进入光纤环形器24的第二端口，光纤环形器24的第二端口接第三探测器27，第三探测器27接数据采集卡28，所述脉冲发生器22同时也给数据采集卡28提供同步触发信号。
第四光纤耦合器3和第五光纤耦合器13分别把连续泵浦光和探测光的一部分光以50∶50的比例耦合出来注入到第六光纤耦合器19，第二探测器20和频谱分析仪记录连续泵浦光和探测脉冲光的频率差，所述泵浦脉冲光和探测脉冲光的频率差就等于频谱分析仪21输出的频差加上待测保偏光纤的布里渊频移。所述间接测量泵浦脉冲光和探测脉冲光的频率差的方案降低了对第二探测器20和频谱分析仪21的带宽要求。通过扫描探测脉冲光的频率就可以获得待测保偏光纤上的布里渊动态光栅光谱，从而就可以计算出保偏光纤双折射的分布。
工作原理：由于连续泵浦光和泵浦脉冲光的频率差等于待测保偏光纤的布里渊频移，因此当连续泵浦光和泵浦脉冲光在光纤中相遇后就会发生相互作用产生布里渊动态光栅，布里渊动态光栅的本质是通过电致伸缩效应产生的声波场。在泵浦脉冲光与连续泵浦光发生相互作用后，布里渊动态光栅会以泵浦脉冲光的传输方向沿着待测保偏光纤产生，但是由于声波的衰减，布里渊动态光栅在产生的几十纳秒之后就会衰减至消失。所选泵浦脉冲光的脉冲宽度应大于待测保偏光纤中的声波寿命(石英光纤中的声波寿命大约为10ns)以有效地激发布里渊动态光栅，因此可以减小泵浦脉冲光的功率来避免其他非线性效应的发生，从而可以提高光纤的测量长度。但是为了避免泵浦抽空效应以保证长距离光纤的测量，泵浦脉冲光的脉宽不能太大，所以泵浦脉冲光的脉宽一般选在20～100ns。探测脉冲光沿着泵浦脉冲光的传输方向被注入到待测保偏光纤的另一个光学主轴里，为了有效地探测所产生的布里渊动态光栅，所产生的探测脉冲光在时间上紧跟着泵浦脉冲光。通过扫描探测光的频率和记录每一个频率下布里渊动态光栅对探测脉冲光的反射信号，就可以获取光纤上每一点的布里渊动态光栅光谱和双折射频移，然后通过计算就可以获得待测光纤的双折射分布。此方案中分布式双折射测量的空间分辨率是由探测脉冲光的脉宽决定的，因此可以通过减小探测脉冲光的脉宽来提高空间分辨率，比如2ns的脉宽可以获得20cm的空间分辨率。
具体实施方式七十六：本实施方式与实施方式七十、七十一或七十三的不同之处在于，探测脉冲光光源32还包括第三光纤偏振控制器12、第五光纤耦合器13、第二光电调制器14和第二掺铒光纤放大器15，
第三激光器11输出的探测光光束进入第三光纤偏振控制器12，第三光纤偏振控制器12输出的光束进入第五光纤耦合器13，第五光纤耦合器13输出95％的光进入第二光电调制器14，第五光纤耦合器13输出5％的光进入第六光纤耦合器19，第二光电调制器14
经脉冲发生器22触发后输出探测脉冲光，并经第二掺铒光纤放大器15放大后输出。
其它与实施方式七十、七十一或七十三相同。

Claims (10)

1.基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，在待测保偏光纤的一端入射泵浦脉冲光，并跟随入射探测脉冲光，所述泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴，所述探测脉冲光入射至待测保偏光纤的另一个光学主轴，
其特征在于，在待测保偏光纤的另一端入射连续泵浦光，所述连续泵浦光与所述泵浦脉冲光入射至同一个光学主轴上，所述连续泵浦光与所述泵浦脉冲光在待测保偏光纤内相遇并发生受激布里渊散射产生布里渊动态光栅；
所述探测脉冲光被布里渊动态光栅反射，获取待测保偏光纤每个位置点的反射光强，
多次注入泵浦脉冲光和不同频率的探测脉冲光，获取不同频率的探测脉冲光入射时的待测保偏光纤每个位置点的反射光强，进而获取所述待测保偏光纤每个位置点的布里渊反射光谱，进而获取所述待测保偏光纤每个位置点的双折射。
2.根据权利要求1所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，其特征在于，所述泵浦脉冲光的脉宽为20ns～100ns。
3.根据权利要求1所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，其特征在于，所述探测脉冲光的脉宽为1ns～10ns。
4.根据权利要求1所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，其特征在于，探测脉冲光滞后所述泵浦脉冲光0ns～20ns。
5.根据权利要求4所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，其特征在于，探测脉冲光的波长在1550nm±10nm之间变化，来实现输出不同频率的探测脉冲光。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法，其特征在于，获取待测保偏光纤的双折射的过程为：
注入n次不同频率探测脉冲光，检测第1～n次探测光与泵浦脉冲光之间的频率差Δv1Δv2...Δvi...Δvn，
同时记录每次注入不同频率探测脉冲光时，探测脉冲光被布里渊动态光栅反射的反射光光强，每个探测光与泵浦脉冲光之间的频率差Δvi对应的反射光光强序列为I1-i，I2-i，...，Ij-i，...，Im-i，n个反射光光强序列形成反射光光强矩阵B：
B = I 1 - 1 I 2 - 1 . . . . . . I m - 1 I 1 - 2 I 2 - 2 . . . . . . I m - 2 . . . . . . . . . I j - i . . . . . . . . . I 1 - n I 2 - n . . . . . . I m - n ,
Ij-i为待测保偏光纤第j个位置点的第i次注入探测脉冲光时被布里渊动态光栅反射的反射光光强，i＝1，2，...，n，，j＝1，2，...，m，
选取待测保偏光纤每个位置点的n个反射光光强以探测光与泵浦脉冲光之间的频率差为横坐标就可以画出该位置点的布里渊动态光栅反射谱，其中最大反射光光强对应的探测光与泵浦脉冲光之间的频率差就是双折射频移Δvj-max，将双折射频移Δvj-max代入公式
Δ n j = Δ v j - max · n g v
获取该位置点的双折射，
上式中，Δnj为待测保偏光纤第j个位置点的双折射，ng为待测保偏光纤的群折射率，v是探测脉冲光频率。
7.实现权利要求1所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量方法的装置，其特征在于，它包括连续泵浦光光源(30)、泵浦脉冲光光源(31)、探测脉冲光光源(32)、第三光纤耦合器(16)、第一探测器(17)、频率计数器(18)、第六光纤耦合器(19)、第二探测器(20)、频谱分析仪(21)、脉冲发生器(22)、第四光纤偏振控制器(23)、光纤环形器(24)、第五光纤偏振控制器(25)、光纤偏振合束器(26)、第三探测器(27)、数据采集卡(28)和计算机(29)，
连续泵浦光光源(30)包括第一激光器(1)，泵浦脉冲光光源(31)包括第二激光器(6)，探测脉冲光光源(32)包括第三激光器(11)，
连续泵浦光光源(30)输出连续泵浦光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，
泵浦脉冲光光源(31)的泵浦脉冲光输出端与第四光纤偏振控制器(23)的输入端相连，第四光纤偏振控制器(23)的输出端与光纤偏振合束器(26)同轴入射端相连，所述泵浦脉冲光入射至待测保偏光纤的一个光学主轴中，连续泵浦光和泵浦脉冲光入射至测待测保偏光纤的同一光学主轴；
探测脉冲光光源(32)的探测脉冲光输出端与光纤环形器(24)的第一端口相连，光纤环形器(24)的第二端口与第五光纤偏振控制器(25)的输入端相连，第五光纤偏振控制器(25)的输出端与光纤偏振合束器(26)的异轴入射端相连，光纤环形器(24)的第三端口与第三探测器(27)的数据采集端相连相连，第三探测器(27)的数据输出端与数据采集卡(28)的数据采集端相连，数据采集卡(28)的数据输出端与计算机(29)的输入端相连；
脉冲发生器(22)的泵浦光脉冲驱动端与泵浦脉冲光光源(31)的脉冲控制端相连，
脉冲发生器(22)的探测光脉冲驱动端与探测脉冲光光源(32)的脉冲控制端相连，
脉冲发生器(22)的同步触发端与数据采集卡(28)的同步采集始能端相连；
第三光纤耦合器(16)以50∶50的比例耦合第一激光器(1)的输出光和第二激光器(6)的输出光，并通过第一探测器(17)和频率计数器(18)实现测量第一激光器(1)的输出光和第二激光器(6)的输出光的频率差，并控制第二激光器(6)的发射频率，以保证连续泵浦光和泵浦脉冲光的频率差为待测保偏光纤的布里渊频移，
第六光纤耦合器(19)以50∶50的比例耦合第一激光器(1)的输出光和第三激光器(11)的输出光，并通过第二探测器(20)和频谱分析仪(21)实现测量连续泵浦光和探测脉冲光的频率差，并将频谱分析仪(21)测量结果输出给计算机(29)。
8.根据权利要求7所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量装置，其特征在于，连续泵浦光光源(30)还包括第一光纤耦合器(2)、第四光纤耦合器(3)、第一光纤偏振控制器(4)和光纤偏振器(5)，
第一激光器(1)输出的连续光光束进入第一光纤耦合器(2)，第一光纤耦合器(2)输出90％～95％的光进入第四光纤耦合器(3)，第四光纤耦合器(3)输出90％～95％的光进入第一光纤偏振控制器(4)，第一光纤偏振控制器(4)输出光束经过光纤偏振器(5)输出泵浦连续光，
第一光纤耦合器(2)输出5％～10％的光进入第三光纤耦合器(16)，
第四光纤耦合器(3)输出5％～10％的光进入第六光纤耦合器(19)。
9.根据权利要求7所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量装置，其特征在于，泵浦脉冲光光源(31)还包括第二光纤耦合器(7)、第二光纤偏振控制器(8)、第一光电调制器(9)和第一掺铒光纤放大器(10)，
第二激光器(6)输出的泵浦光束进入第二光纤耦合器(7)，第二光纤耦合器(7)输出90％～95％的光进入第二光纤耦合器(7)，第二光纤耦合器(7)输出5％～10％的光进入第三光纤耦合器(16)；
第二光纤耦合器(7)输出90％～95％的光进入第二光纤偏振控制器(8)，第二光纤偏振控制器(8)输出的光进入第一光电调制器(9)，第一光电调制器(9)经脉冲发生器(22)触发后输出泵浦脉冲光，并经第一掺铒光纤放大器(10)放大后输出。
10.根据权利要求7所述基于布里渊动态光栅的分布式保偏光纤双折射测量装置，其特征在于，探测脉冲光光源(32)还包括第三光纤偏振控制器(12)、第五光纤耦合器(13)、第二光电调制器(14)和第二掺铒光纤放大器(15)，
第三激光器(11)输出的探测光光束进入第三光纤偏振控制器(12)，第三光纤偏振控制器(12)输出的光束进入第五光纤耦合器(13)，第五光纤耦合器(13)输出90％～95％的光进入第二光电调制器(14)，第五光纤耦合器(13)输出5％～10％的光进入第六光纤耦合器(19)，第二光电调制器(14)经脉冲发生器(22)触发后输出探测脉冲光，并经第二掺铒光纤放大器(15)放大后输出。
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