CN105865628B - 一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统及方法，属于光谱分析技术领域，本发明基于受激布里渊效应对待测信号特定波长光谱组分放大，并推扫改变泵浦信号波长，实现待测信号的光谱分析；并利用受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱的方法实现光谱分辨率增强；综合运用相互作用信号和受激布里渊增益放大谱的偏振特性、同步探测方法、提高泵浦信号功率等方法实现受激布里渊放大谱的光学抑制比增强。本专利可用于新一代光网络及光器件等的超高分辨率光谱测试，具有超高光谱分辨率、宽动态范围、精度好、高可靠性、小型化等优点。

Description

一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统及方法

技术领域

本发明属于光谱分析技术领域，具体涉及一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统及方法。

背景技术

光谱分析是诸如通信、传感、分子光谱仪、微波生成等光学应用中的关键诊断工具。例如使用光学方法对光纤通信系统中传输的超高速率信号进行光谱测量得到调制频率近似值，是诊断和监视传输信号的一种有效手段；激光光谱包含辐射特性大部分信息，因此激光光谱测量对于光学网络的设计和实现具有重要作用。

目前，常用的是基于光栅衍射的光谱分析仪，它具有宽光谱范围和高扫描速度等优点，通常其最好的仪器分辨率被限制在～2GHz。需要更高分辨率时，通常采用基于均差或外差技术的光谱分析仪。均差技术需要一个频率很接近待测源的本地振荡器，通常难以实现，特别是对于超高分辨率(<10MHz)。外差技术可克服这一缺陷，虽然该技术较为主流，但其缺点也很明显，它需要诸如声光调制器和RF或微波源等昂贵光学元件驱动；需要很长的光纤，例如5KHz分辨率需要40Km光纤，此时光纤的损耗和非线性效应不能忽略，这会影响最终的信号。

随着新一代光网络发展，特别是各种先进调制格式的应用，以及新型光学器件的发展，他们通常需要pm量级或更好的光谱分辨能力，以上光谱分析技术显然难以满足应用需求。针对这一现状，出现了一种很有前途的高光谱分析原理--基于光纤受激布里渊效应。该光谱分析的基本原理是，受激布里渊散射允许选择待测光学信号的特定光谱成分放大以进行分析。即待测信号与特性波长的窄带泵浦信号按相向传播方向注入光纤，当泵浦信号强度足够大，并且满足所需的空间相干性时，会在光纤中发生受激布里渊效应，产生一个与泵浦信号传播方向相反的后向散射信号，该信号频率等于泵浦信号频率加上与泵浦信号频率相关的布里渊频移，后向散射信号强度由泵浦信号和待测信号强度决定，同时也与相互作用的光纤类型、长度、偏振特性等因素有关。因此通过不断改变入射泵浦信号频率，就可实现对待测信号对应频率范围的光谱成分测量。

目前已有的几个基于受激布里渊效应的光谱分析技术，他们的最好光谱分辨率能力由于受激布里渊增益曲线谱宽的限制，最好水平只能到数十MHz，并且由于待测信号未放大组分等背景信号的存在，带外光谱的光学抑制比较差，限制了该技术的发展。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析系统及方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的推广价值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统，包括窄带可调谐激光器、幅度调制器、布里渊谱锐化组件、偏振控制器、光学环路器、单模光纤链路、光隔离器、探测系统以及控制和数据采集系统；

所述窄带可调谐激光器，被配置为用于产生泵浦信号；

所述幅度调制器，被配置为用于对输入的泵浦信号进行幅度调制；

所述布里渊谱锐化组件，由分束器、马赫-曾德调制器、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、第一偏振控制器、第二偏振控制器以及耦合器组成，被配置为用于产生光谱分辨率增强所需的受激布里渊增益和衰减泵浦信号；

所述光学环路器，被配置为用于使受激布里渊后向散射光和泵浦信号光在光纤末端解耦合而不引起信号光功率的损失；

所述单模光纤链路，被配置为用于提供泵浦信号和待测信号相互作用产生受激布里渊效应所需的介质；

所述光隔离器，被配置为用于阻止任何可能干扰外部待测信号源输出光学信号；

所述偏振控制器，包括第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器和第四偏振控制器；

所述第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，被配置为用于控制待测信号和泵浦信号间的偏振状态；

所述第四偏振控制器，被配置为用于提取受激布里渊效应产生的相关放大谱信号，抑制无关背景信号的干扰；

所述探测系统，采用同步探测工作模式，被配置为用于探测受激布里渊效应产生的相关放大谱信号；

所述控制和数据采集系统，被配置为用于采集并获取探测系统输出的光谱信号并控制整个光谱分析系统的工作；

窄带可调谐激光器产生泵浦信号并传输至幅度调制器，幅度调制器对泵浦信号进行幅度调制后传输至布里渊谱锐化组件，布里渊谱锐化组件中的分束器将泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一掺铒光纤放大器和马赫-曾德调制器；马赫-曾德调制器对衰减泵浦信号进行频率调制，产生满足要求的以增益谱信号峰值频率为中心对称分布的一对衰减泵浦信号，第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器和第二偏振控制器，第一偏振控制器和第二偏振控制器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行偏振控制，并传输至耦合器，经过耦合器处理的泵浦信号经光学环路器进入单模光纤链路的一端；外部待测信号经过光隔离器和第三偏振控制器进入单模光纤链路的另一端；泵浦信号和待测信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊后向散射输出信号，即受激布里渊放大谱信号，并传输至光学环路器，光学环路器将泵浦信号和受激布里渊放大谱信号分开，并传输至第四偏振控制器，第四偏振控制器提取有效的受激布里渊放大谱信号，并传输至探测系统，探测系统采用同步探测方案探测第四偏振控制器输出的受激布里渊放大谱信号，并传输至控制与数据采集系统，通过控制与数据采集系统完成数据的采集与获取并控制光谱分析系统的工作。

优选地，该系统还包括波长标定模块，其包括基于法布里-珀罗标准具的相对定标器和基于气体池的绝对定标器，被配置为用于对获取的光谱数据进行波长标定。

优选地，所述窄带可调谐激光器采用外腔式可调谐激光器。

优选地，所述单模光纤链路采用双折射单模光纤。

此外，本发明还提到一种基于受激布里渊效应的光谱分析方法，该方法采用上述的一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统，包括如下步骤：

步骤1：窄带可调谐激光器产生泵浦信号并传输至幅度调制器；

步骤2：幅度调制器对泵浦信号进行幅度调制后传输至布里渊谱锐化组件；

步骤3：布里渊谱锐化组件中的分束器将泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一掺铒光纤放大器和马赫-曾德调制器；

步骤4：布里渊谱锐化组件中的马赫-曾德调制器对衰减泵浦信号进行频率调制，以产生满足要求的以增益谱信号峰值频率为中心对称分布的一对衰减泵浦信号；

步骤5：布里渊谱锐化组件中的第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器和第二偏振控制器；

步骤6：布里渊谱锐化组件中的第一偏振控制器和第二偏振控制器分别对经过步骤5处理的增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行偏振控制，并传输至耦合器；

步骤7：经过耦合器处理的泵浦信号经光学环路器进入单模光纤链路的一端；

步骤8：外部待测信号经过光隔离器和第三偏振控制器进入单模光纤链路的另一端；

步骤9：泵浦信号和待测信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊后向散射输出信号，即受激布里渊放大谱信号，并传输至光学环路器；

步骤10：光学环路器将泵浦信号和受激布里渊放大谱信号分开，并传输至第四偏振控制器；

步骤11：第四偏振控制器提取有效的受激布里渊放大谱信号，并传输至探测系统；

步骤12：探测系统采用同步探测方案探测第四偏振控制器输出的受激布里渊放大谱信号，并传输至控制与数据采集系统；

步骤13：通过控制与数据采集系统完成数据的采集与获取并控制光谱分析系统的工作；

步骤14：通过波长标定模块完成对获取的光谱采样数据波长的精确标定。

本发明的光谱分析原理如下：

基于受激布里渊效应对待测信号特定波长光谱组分放大，并推扫改变泵浦信号波长，实现待测信号的光谱分析；并利用受激布里渊增益谱叠加一对衰减谱的方法实现光谱分辨率增强；综合运用相互作用信号和受激布里渊增益放大谱的偏振特性、同步探测方法、提高泵浦信号功率等方法实现受激布里渊放大谱的光学抑制比增强。

本发明具有以下优点：

1、本发明提出了光谱分辨率增强技术，通过在受激布里渊增益谱的两侧对称叠加一对受激布里渊衰减谱，有效突破了受激布里渊增益谱本征线宽对于光谱分析应用时的分辨率限制，可将分辨率由原来的数十几MHz降低到约4MHz。

2、本发明提出了基于偏振特性的光学抑制比增强技术，使用偏振控制器以使泵浦信号和待测信号偏振态匹配，以使受激布里渊效应的效率最高；根据受激布里渊效应放大谱的偏振跟随特性以及而未放大待测信号、自发布里渊效应信号、泵浦信号散射等杂散信号的偏振随机性，利用偏振控制器提取有效的受激布里渊效应放大谱，同时抑制背景噪声干扰；并使用掺铒光纤放大器放大泵浦信号的功率，提高受激布里渊效应的总效益；以及采用幅度调制器和锁相放大的同步探测体制，实现了光学抑制比的增强，可实现优于50dB的测量动态范围；增加了受激布里渊效应在光谱分析、波长滤波、光学放大等相关应用中测量的动态范围。

3、本发明提出的分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析技术具有超高光谱分辨率能力、高信噪比、获取光谱数据无冗余信息等优点。

4、本发明提出的分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析系统，可用于新一代光网络及光器件等的超高分辨率光谱测试，具有超高光谱分辨率、宽动态范围、成本低廉、体积小、重量轻、功耗低、成本低、便于小型化和模块化、可方便集成到相关系统、精度好、可靠性高等优点。

5、本发明提出的分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析系统，可方便的通过更换窄带可调谐激光器、探测器等实现对不同波段光学信号的光谱分析。

6、本发明提出的分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析系统，可实现最小0.8nW/pm量级光信号的高灵敏度探测水平。

7、本发明提出的分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析系统，可实现大于70dB的宽动态范围，通过调整受激布里渊放大链路的总增益水平来调整系统的探测灵敏度。

附图说明

图1为本发明一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统的硬件原理图。

其中，1-窄带可调谐激光器；2-幅度调制器；3-布里渊谱锐化组件；301-分束器；302-第一掺铒光纤放大器；303-马赫-曾德调制器；304-第二掺铒光纤放大器；305-第一偏振控制器；306-第二偏振控制器；307-耦合器；4-光学环路器；5-单模光纤链路；6-第三偏振控制器；7-光隔离器；8-第四偏振控制器；9-探测系统；10-控制与数据采集系统。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1：

如图1所示的分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析系统，包括窄带可调谐激光器1、幅度调制器2、布里渊谱锐化组件3、偏振控制器、光学环路器4、单模光纤链路5、光隔离器7、探测系统8、控制与数据采集系统10。

1、产生泵浦信号的窄带可调谐激光器，需要考虑以下因素：

(1)窄带可调谐激光器输出激光必须具备触发所选介质中发生受激布里渊散射现象的足够高的能量密度，并能提供更高的泵浦信号功率，以提高受激布里渊效应放大信号的功率，改善光谱分析应用时的信噪比；

(2)窄带可调谐激光器输出激光线宽应远小于受激布里渊增益谱线宽，以使所得光谱分辨率尽可能由受激布里渊效应决定；

(3)窄带可调谐激光器输出激光的中心波长是可调谐的，且波长调谐步进波长应小于光谱分析应用时的光谱分辨率；

(4)窄带可调谐激光器的可调谐特性，直接决定了光谱分析系统的光谱范围、精度、重复性及相应的技术特性。通常采用外腔式可调谐激光器，其线宽远小于受激布里渊增益线宽，并且能以很高的精度实现大约100nm的波长调谐范围。为提高光谱分析系统的测量精度，可考虑对所用窄带可调谐激光器进行稳频处理。

2、用于发生受激布里渊效应的介质光纤需要考虑的因素如下：

(1)用于做介质光纤必须是在测量波长范围内为单模光纤，以保证相互作用泵浦信号和待测信号的空间相干性；

(2)用作介质光纤在测量波长范围内应具备弱双折射特性，以有效降低偏振模色散效应，保证较高的受激布里渊效应的效率；

(3)受激布里渊效应的效率与光纤波导结构和光纤芯掺杂有关。即光纤芯面积越小，效率越大。所选光纤损耗应尽可能小。特别是对于C和L波段的光谱分析，最好使用纤芯有效面积较小的色散位移光纤、全波光纤及类似光纤；

(4)所选光纤长度为千米量级，以获得足够大的受激布里渊放大过程。

所述窄带可调谐激光器1，用于产生泵浦信号。

所述幅度调制器2，对输入的泵浦信号进行幅度调制，为采用同步探测体制的探测系统提供调制信号，以提高获取光谱信号的信噪比，特别是提高微弱信号的探测能力。

所述布里渊谱锐化组件3，由分束器301、第一掺铒光纤放大器302、马赫-曾德调制器303、第二掺铒光纤放大器304、第一偏振控制器305、第二偏振控制器306以及耦合器307组成，用于产生光谱分辨率增强所需的受激布里渊增益和衰减泵浦信号。

所述光学环路器4，对受激布里渊后向散射光和泵浦信号光在光纤末端解耦合而不引起信号光功率的损失，它能提供比光纤耦合器更高的效率。

所述单模光纤链路5，提供泵浦信号和待测信号相互作用产生受激布里渊效应所需的工作介质。

所述光隔离器7，阻止任何可能干扰外部待测信号的杂散光。

所述偏振控制器，包括第一偏振控制器305、第二偏振控制器306、第三偏振控制器6和第四偏振控制器8；

所述第一偏振控制器305、第二偏振控制器306和第三偏振控制器6，控制待测信号和泵浦信号间的偏振状态，防止因泵浦信号和待测信号间偏振态的不一致导致受激布里渊效应的效率降低。

所述第四偏振控制器8，利用偏振跟随特性提取受激布里渊效应产生的相关放大谱信号，抑制未放大待测信号、自发布里渊增益谱和泵浦信号散射光等无关背景信号的干扰。

所述探测系统9，采用同步探测工作模式，被配置为用于直接探测受激布里渊后向散射输出信号，没有对动态响应或灵敏度的特殊要求，可在低频或零频完成对布里渊后向散射输出信号的探测。

探测系统9的输出光谱信号被控制与数据采集系统10接收，其中数据采集系统完成输出光谱信号的数据采集与获取，控制系统负责控制光谱分析系统的工作，并提供必要的控制、时序与逻辑信号。

波长标定模块由基于法布里-珀罗标准具的相对定标器和基于气体池的绝对定标器构成，负责完成获取光谱数据波长的精确标定。

窄带可调谐激光器1产生泵浦信号并传输至幅度调制器2，幅度调制器2对泵浦信号进行幅度调制后传输至布里渊谱锐化组件3，布里渊谱锐化组件3中的分束器301将泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一掺铒光纤放大器302和马赫-曾德调制器303；马赫-曾德调制器303对衰减泵浦信号进行频率调制，产生满足要求的以增益谱信号峰值频率为中心对称分布的一对衰减泵浦信号，第一掺铒光纤放大器302和第二掺铒光纤放大器304分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器305和第二偏振控制器306，第一偏振控制器305和第二偏振控制器306分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行偏振控制，并传输至耦合器307，经过耦合器307处理的泵浦信号经光学环路器4进入单模光纤链路5的一端；外部待测信号经过光隔离器7和第三偏振控制器6进入单模光纤链路5的另一端；泵浦信号和待测信号在单模光纤链路5中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊后向散射输出信号，即受激布里渊放大谱信号，并传输至光学环路器4，光学环路器4将泵浦信号和受激布里渊放大谱信号分开，并传输至第四偏振控制器8，第四偏振控制器8提取有效的受激布里渊放大谱信号，并传输至探测系统9，探测系统9采用同步探测方案探测第四偏振控制器8输出的受激布里渊放大谱信号，并传输至控制与数据采集系统10，通过控制与数据采集系统10完成数据的采集与获取并控制光谱分析系统的工作。

本发明提出的超高光谱分析系统的工作流程如下：通过控制外部的窄带可调谐激光输出波长推扫获得待测信号的光谱组分情况，实现待测信号的光谱分析。控制与数据采集系统获取的采样数据对应待测信号对应光谱分量的幅值，放大增益由泵浦信号、光纤、相互作用信号的偏振特性等因素决定。

本发明提出的超高光谱分析系统，综合运用受激布里渊放大信号的偏振跟随特性以剔除干扰、幅度调制和锁相放大的同步探测体制、提高泵浦信号功率等增加系统探测的动态范围。

本发明提出的分辨率增强的基于受激布里渊效应的超高光谱分析系统，使用分辨率增强技术以提高系统的光谱分辨能力，使用光学抑制比增强技术以提高系统动态范围，优化系统设计，实现高性能的光谱分析，可实现如下性能：

(1)最高光谱分辨率可有效突破受激布里渊增益谱本征线宽限制，达到优于4MHz的光谱分辨率；

(2)可实现最小0.8nW/pm量级光信号的高灵敏度探测水平；

(3)大于70dB的宽动态范围，可通过调整受激布里渊放大链路的总增益水平来调整系统的探测灵敏度。

实施例2：

在上述实施例的基础上，本发明提出一种基于受激布里渊效应的光谱分析方法，包括如下步骤：

步骤1：单模光纤链路的一端引入一个来自可调谐激光光源的光学泵浦信号，在进入单模光纤链路与待测信号进行受激布里渊作用前，先对泵浦信号进行如下处理，以优化超高光谱分析的性能：

①对泵浦信号使用幅度调制器进行幅度调制，配合探测系统使用同步探测方案，以提高获取光谱信号的信噪比，特别是优化微弱光学信号的探测能力；

②经调制的泵浦信号进入布里渊谱锐化组件，首先由分束器将泵浦信号分为较强的一束作为增益泵浦信号和较弱的一束作为衰减泵浦信号；然后对衰减泵浦信号使用马赫-曾德调制器进行频率调制，以产生满足要求的包含以增益谱信号峰值频率为中心对称分布的一对衰减泵浦信号，这一组泵浦信号用于产生锐化的受激布里渊效应放大谱；

③使用掺铒光纤放大器对泵浦信号进行放大，以改善受激布里渊效应的效率；

④使用第一偏振控制器和第二偏振控制器对经以上处理的泵浦信号进行偏振控制，以使泵浦信号和待测信号间的偏振状态匹配，以使得受激布里渊效应的效率最佳；

经以上处理后的泵浦信号，经光学环路器进入单模光纤链路与待测信号发生受激布里渊效应；

步骤2：单模光纤链路的另一端引入一个来自外部的，用于分析和测量的待测光学信号，注入单模光纤链路前，先经过光隔离器和第三偏振控制器；其中，光隔离器用于阻止任何可能对进入单模光纤链路的待测光信号的干扰信号；第三偏振控制用于控制待测信号的偏振态，以使泵浦信号和待测信号间的偏振状态匹配，以使得受激布里渊效应的效率最佳；

步骤3：待测信号和泵浦信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生输出信号，即波长选择放大的光谱信号；

步骤4：通过泵浦信号输入单模光纤链路端的光学环路器分开泵浦信号和受激布里渊后向散射输出信号，在输出信号进入探测系统前，使用第四偏振控制器提取有效的受激布里渊效应放大光谱信号，同时抑制背景信号干扰；

步骤5：使用采用同步探测方案的直接光探测系统，探测受激布里渊后向散射输出信号；

步骤6：通过控制系统与数据采集系统完成数据采集、分析，控制光谱分析系统的工作；

步骤7：波长标定模块负责完成对获取光谱采样数据波长的精确标定。

本发明的相关技术可实现针对光通信波段光信号的超高光谱分析，具有极高的光谱分辨率和较宽的动态范围。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统，包括窄带可调谐激光器、幅度调制器、布里渊谱锐化组件、偏振控制器、光学环路器、单模光纤链路、光隔离器、探测系统以及控制和数据采集系统；其特征在于：

所述窄带可调谐激光器，被配置为用于产生泵浦信号；

所述幅度调制器，被配置为用于对输入的泵浦信号进行幅度调制；

所述布里渊谱锐化组件，由分束器、马赫-曾德调制器、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、第一偏振控制器、第二偏振控制器以及耦合器组成，被配置为用于产生光谱分辨率增强所需的受激布里渊增益和衰减泵浦信号；

所述光学环路器，被配置为用于使受激布里渊后向散射光和泵浦信号光在光纤末端解耦合而不引起信号光功率的损失；

所述单模光纤链路，被配置为用于提供泵浦信号和待测信号相互作用产生受激布里渊效应所需的介质；

所述光隔离器，被配置为用于阻止任何可能干扰外部待测信号源输出光学信号；

所述偏振控制器，包括第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器和第四偏振控制器；

所述第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，被配置为用于控制待测信号和泵浦信号间的偏振状态；

所述第四偏振控制器，被配置为用于提取受激布里渊效应产生的相关放大谱信号，抑制无关背景信号的干扰；

所述探测系统，采用同步探测工作模式，被配置为用于探测受激布里渊效应产生的相关放大谱信号；

所述控制和数据采集系统，被配置为用于采集并获取探测系统输出的光谱信号并控制整个光谱分析系统的工作；

窄带可调谐激光器产生泵浦信号并传输至幅度调制器，幅度调制器对泵浦信号进行幅度调制后传输至布里渊谱锐化组件，布里渊谱锐化组件中的分束器将泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一掺铒光纤放大器和马赫-曾德调制器；马赫-曾德调制器对衰减泵浦信号进行频率调制，产生满足要求的以增益谱信号峰值频率为中心对称分布的一对衰减泵浦信号，第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器和第二偏振控制器，第一偏振控制器和第二偏振控制器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行偏振控制，并传输至耦合器，经过耦合器处理的泵浦信号经光学环路器进入单模光纤链路的一端；外部待测信号经过光隔离器和第三偏振控制器进入单模光纤链路的另一端；泵浦信号和待测信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊后向散射输出信号，即受激布里渊放大谱信号，并传输至光学环路器，光学环路器将泵浦信号和受激布里渊放大谱信号分开，并传输至第四偏振控制器，第四偏振控制器提取有效的受激布里渊放大谱信号，并传输至探测系统，探测系统采用同步探测方案探测第四偏振控制器输出的受激布里渊放大谱信号，并传输至控制与数据采集系统，通过控制与数据采集系统完成数据的采集与获取并控制光谱分析系统的工作。

2.根据权利要求1所述基于受激布里渊效应的光谱分析系统，其特征在于：该系统还包括波长标定模块，其包括基于法布里-珀罗标准具的相对定标器和基于气体池的绝对定标器，被配置为用于对获取的光谱数据进行波长标定。

3.根据权利要求1所述基于受激布里渊效应的光谱分析系统，其特征在于：所述窄带可调谐激光器采用外腔式可调谐激光器。

4.根据权利要求1所述基于受激布里渊效应的光谱分析系统，其特征在于：所述单模光纤链路采用双折射单模光纤。

5.一种基于受激布里渊效应的光谱分析方法，其特征在于：采用如权利要求2所述的一种基于受激布里渊效应的光谱分析系统，包括如下步骤：

步骤1：窄带可调谐激光器产生泵浦信号并传输至幅度调制器；

步骤2：幅度调制器对泵浦信号进行幅度调制后传输至布里渊谱锐化组件；

步骤3：布里渊谱锐化组件中的分束器将泵浦信号分为增益泵浦信号和衰减泵浦信号，并分别传输至第一掺铒光纤放大器和马赫-曾德调制器；

步骤4：布里渊谱锐化组件中的马赫-曾德调制器对衰减泵浦信号进行频率调制，以产生满足要求的以增益谱信号峰值频率为中心对称分布的一对衰减泵浦信号；

步骤5：布里渊谱锐化组件中的第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器分别对增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行放大处理，并分别传输至第一偏振控制器和第二偏振控制器；

步骤6：布里渊谱锐化组件中的第一偏振控制器和第二偏振控制器分别对经过步骤5处理的增益泵浦和一对衰减泵浦信号进行偏振控制，并传输至耦合器；

步骤7：经过耦合器处理的泵浦信号经光学环路器进入单模光纤链路的一端；

步骤8：外部待测信号经过光隔离器和第三偏振控制器进入单模光纤链路的另一端；

步骤9：泵浦信号和待测信号在单模光纤链路中发生受激布里渊效应，产生受激布里渊后向散射输出信号，即受激布里渊放大谱信号，并传输至光学环路器；

步骤10：光学环路器将泵浦信号和受激布里渊放大谱信号分开，并传输至第四偏振控制器；

步骤11：第四偏振控制器提取有效的受激布里渊放大谱信号，并传输至探测系统；

步骤12：探测系统采用同步探测方案探测第四偏振控制器输出的受激布里渊放大谱信号，并传输至控制与数据采集系统；

步骤13：通过控制与数据采集系统完成数据的采集与获取并控制光谱分析系统的工作；

步骤14：通过波长标定模块完成对获取的光谱采样数据波长的精确标定。