CN109724529A - 基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其中激光器的输出端与第一耦合器的输入端连接，第一耦合器的第一输出端依次通过第一调制器、第一光放大器和滤波器，与第二耦合器的输入端连接，第二耦合器的第一输出端通过第二调制器与第三耦合器的第一输入端连接，第二输出端通过第三调制器与第三耦合器的第二输入端连接，第三耦合器的输出端通过隔离器与传感光纤的第二端连接；第一耦合器的第二输出端依次通过所述第四调制器、第二光放大器和扰偏器与第一环形器的第一端连接，第一环形器的第二端连接传感光纤的第一端，第三端连接光电探测器的输入端，光电探测器的输出端通过采集卡连接处理器。本发明可提高精确测量动态范围。
Description
技术领域
本发明属于数据测量领域，具体涉及一种基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统。
背景技术
随着大型基础设施的不断建设，对诸如大型桥梁结构、输油管道、高速公路、铁路等设施的在线安全健康监测、故障预防成为经济发展的重要需求。例如在大桥的运行期间，需要定点植入多个传感器对大桥的温度、压力、应变、振动等物理参数进行监测，为建筑的健康状况损伤评估等提供重要依据。目前此类检测工作主要依赖于各种点式电学传感器组成的传感阵列实现，当待测参数多、待测构件体积庞大时，往往带来传感阵列组网复杂、成本高等困难。分布式光纤传感器由于其不仅具有抗电磁干扰、耐腐蚀和电绝缘性好等优势，可以对沿光纤外界环境中物理参量进行连续分布测量。布里渊光时域分析技术(BOTDA)可以对温度和应变进行分布式的测量，但是由于传统BOTDA系统测量时间较长，难以满足实际应用中的动态测量需求。斜坡辅助BOTDA(slope-assisted BOTDA)可以对应变进行动态测量，但是斜坡辅助BOTDA的动态范围较小(一般在1000με左右)，无法对大应变进行解调。
发明内容
本发明提供一种基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，以解决目前斜坡辅助布里渊时域分析测量系统存在的动态范围较小的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，包括激光器、第一耦合器、第一调制器、第一光放大器、滤波器、第二耦合器、第二调制器、第三调制器、第三耦合器、隔离器、传感光纤、第四调制器、第二光放大器、扰偏器、第一环形器、光电探测器、采集卡和处理器，其中所述激光器的输出端与所述第一耦合器的输入端连接，所述第一耦合器的第一输出端依次通过所述第一调制器、第一光放大器和滤波器，与所述第二耦合器的输入端连接，所述第二耦合器的第一输出端通过所述第二调制器与所述第三耦合器的第一输入端连接，第二输出端通过所述第三调制器与所述第三耦合器的第二输入端连接，所述第三耦合器的输出端通过所述隔离器与所述传感光纤的第二端连接；所述第一耦合器的第二输出端依次通过所述第四调制器、第二光放大器和扰偏器与所述第一环形器的第一端连接，所述第一环形器的第二端连接所述传感光纤的第一端，第三端连接所述光电探测器的输入端，所述光电探测器的输出端通过所述采集卡连接所述处理器；
所述第一耦合器将所述激光器产生的激光分成两路，一路作为探测光传输给所述第一调制器，另一路作为泵浦光传输给所述第四调制器；
所述第一调制器对所述探测光进行调制，生成两个边带；
所述第一光放大器对所述两个边带进行放大处理；
所述滤波器对放大处理后的两个边带进行滤波处理，获得下边带；
所述第二耦合器将所述下边带分成两路，一路传输给所述第二调制器，另一路传输给所述第三调制器；
所述第二调制器对该一路下边带进行调制，生成频率梳信号；
所述第三调制器对该另一路下边带进行频移，生成参考光信号；
所述第三耦合器将所述频率梳信号和参考光信号通过隔离器传输给所述传感光纤的第二端；
所述第四调制器对所述泵浦光进行调制，生成脉冲光信号；
所述第二光放大器对所述脉冲光信号进行光放大处理，并通过扰偏器将放大处理后的脉冲光信号传输给所述第一环形器的第一端，所述第一环形器的第二端将所述脉冲光信号传输给所述传感光纤的第一端；
所述传感光纤在接收到脉冲光信号后，与所述频率梳信号、参考光信号发生受激布里渊散射，将受激布里渊散射产生的布里渊信号反向传输回所述第一环形器的第二端，所述第二环形器的第三端将布里渊信号传输给所述光电探测器；
所述光电探测器将所述布里渊信号转换为射频信号，所述采集卡对所述传感光纤上对应位置处的射频信号进行采集；
所述处理器将对应位置处的射频信号的各个频率分量滤出，对各个频率分量进行解调，获得各个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，然后确定布里渊增益最大的频率分量，计算出该确定的频率分量的布里渊相移增益比值，将计算出的布里渊相移增益比值带入用于表示布里渊频移与布里渊相移增益比值之间关系的多项式中，获得对应的布里渊频移，从而根据布里渊频移确定对应位置处的应变情况。
在一种可选的实现方式中，所述布里渊信号在传感光纤上对应位置Z处的光场表示为：
其中，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值，g(fi,z)和对应表示传感光纤上对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，t表示时间，f0表示参考光信号的频率。
在另一种可选的实现方式中，在对应位置Z处的射频信号表示为：
其中，RD表示光电探测器响应度，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值，g(fi,z)和对应表示传感光纤上对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，t表示时间，f0表示参考光信号的频率。
在另一种可选的实现方式中，所述布里渊相移增益比值随布里渊频移的变化可通过频率扫描的方法获得，根据所述变化的情况可拟合出用于表示布里渊相移增益比值与布里渊频移的多项式。
在另一种可选的实现方式中，对应位置Z处频率分量的布里渊增益g(fi,z)和布里渊相移分别表示为：
其中，I(f0-fi,z)表示对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量与频率为f0的参考光信号的拍频信号大小，H[]表示希尔伯特变换，RD表示光电探测器响应度，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值。
在另一种可选的实现方式中，所述频率梳信号的频率间隔为Δf，其中Δf与空间分辨率和测量精度有关，Δf越小测量精度越高，对应的空间分辨率越低。
在另一种可选的实现方式中，还包括第二环形器，所述第一光放大器的输出端连接所述第二环形器的第一端，所述第二环形器的第二端连接所述滤波器，第三端连接所述第二耦合器的输入端，所述滤波器为带阻滤波器。
在另一种可选的实现方式中，所述系统的精确测量动态范围为0～nΔf，其中n表示频率梳信号中频率分量的数量，Δf表示频率梳信号的频率间隔。
本发明的有益效果是：
本发明通过增加第二耦合器、第三调制器和第三耦合器，将下边带进行频移，生成参考光信号，参考光信号的引入可以进行外差相干探测，对探测到的布里渊信号进行放大，提高信噪比，同时将基带信号移到高频，可以减少低频噪声；通过增加第二调制器，将下边带转换成频率梳信号，基于频率梳信号进行受激布里渊散射，利用不同频率成分的布里渊相移增益比值产生多个斜坡，可以提高系统的精确测量动态范围，并且本发明系统在进行动态测量时不需要扫频，仅需要较少次数的平均，传感速度仅取决于传感光纤长度和平均次数，所以传感速度得到了大大提高。
附图说明
图1是本发明基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统的一个实施例方框图；
图2是传统BOTDA的方框图；
图3是本发明信号分析示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参见图1，为本发明基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统的一个实施例方框图。该系统可以包括激光器、第一耦合器、第一调制器、第一光放大器、滤波器、第二耦合器、第二调制器、第三调制器、第三耦合器、隔离器、传感光纤、第四调制器、第二光放大器、扰偏器、第一环形器、光电探测器、采集卡和处理器，其中所述激光器的输出端与所述第一耦合器的输入端连接，所述第一耦合器的第一输出端依次通过所述第一调制器、第一光放大器和滤波器，与所述第二耦合器的输入端连接，所述第二耦合器的第一输出端通过所述第二调制器与所述第三耦合器的第一输入端连接，第二输出端通过所述第三调制器与所述第三耦合器的第二输入端连接，所述第三耦合器的输出端通过所述隔离器与所述传感光纤的第二端连接；所述第一耦合器的第二输出端依次通过所述第四调制器、第二光放大器和扰偏器与所述第一环形器的第一端连接，所述第一环形器的第二端连接所述传感光纤的第一端，第三端连接所述光电探测器的输入端，所述光电探测器的输出端通过所述采集卡连接所述处理器。
所述第一耦合器将所述激光器产生的激光分成两路，一路作为探测光传输给所述第一调制器，另一路作为泵浦光传输给所述第四调制器；所述第一调制器对所述探测光进行调制，生成两个边带；所述第一光放大器对所述两个边带进行放大处理；所述滤波器对放大处理后的两个边带进行滤波处理，获得下边带；所述第二耦合器将所述下边带分成两路，一路传输给所述第二调制器，另一路传输给所述第三调制器；所述第二调制器对该一路下边带进行调制，生成频率梳信号；所述第三调制器对该另一路下边带进行频移，生成参考光信号；所述第三耦合器将所述频率梳信号和参考光信号通过隔离器传输给所述传感光纤的第二端；所述第四调制器对所述泵浦光进行调制，生成脉冲光信号；所述第二光放大器对所述脉冲光信号进行光放大处理，并通过扰偏器将放大处理后的脉冲光信号传输给所述第一环形器的第一端，所述第一环形器的第二端将所述脉冲光信号传输给所述传感光纤的第一端；所述传感光纤在接收到脉冲光信号后，与所述频率梳信号、参考光信号发生受激布里渊散射，将受激布里渊散射产生的布里渊信号反向传输回所述第一环形器的第二端，所述第二环形器的第三端将布里渊信号传输给所述光电探测器；所述光电探测器将所述布里渊信号转换为射频信号，所述采集卡对所述传感光纤上对应位置处的射频信号进行采集；所述处理器将对应位置处的射频信号的各个频率分量滤出，对各个频率分量进行解调，获得各个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，然后确定布里渊增益最大的频率分量，计算出该确定的频率分量的布里渊相移增益比值，将计算出的布里渊相移增益比值带入用于表示布里渊频移与布里渊相移增益比值之间关系的多项式中，获得对应的布里渊频移，从而根据布里渊频移确定对应位置处的应变情况。
结合图2所示，相比于传统的BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis，布里渊光时域分析仪)，本发明增加了第二耦合器、第三调制器和第三耦合器，将下边带进行频移，生成参考光信号，本发明引入参考光信号，进行外差相干探测，可以对探测到的布里渊信号进行放大，提高信噪比，同时将基带信号移到高频，减少低频噪声。
本实施例中，传感光纤在接收到脉冲光信号后，脉冲光信号与频率梳信号、参考光信号发生受激布里渊散射，受激布里渊散射产生的布里渊信号在传感光纤上对应位置Z处的光场可以表示为：
其中，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值，g(fi,z)和对应表示传感光纤上对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，t表示时间，f0表示参考光信号的频率。
传感光纤将产生的布里渊散射信号传输给光电探测器，光电探测器将对应位置处的布里渊信号转换为对应位置处的射频信号，其中由于光电探测器的直流分量及频率梳各个频率分量之间的拍频信号，对测量的影响较小，因此转换生成的射频信号可以忽略光电探测器的直流分量及频率梳各个频率分量之间的拍频信号，由此在对应位置Z处的射频信号可以表示为：
其中，RD表示光电探测器响应度，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值，g(fi,z)和对应表示传感光纤上对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，t表示时间，f0表示参考光信号的频率。
光电探测器在将布里渊信号转换为射频信号后，将各个位置处的射频信号传输给采集卡，针对各个位置，采集卡对传感光纤上对应位置处的射频信号进行采集，并将采集获得的对应位置处的射频信号传输给处理器。处理器可以通过带通滤波器将对应位置处射频信号的各个频率分量滤出。所述处理器在本地存储有用于表示布里渊频移与布里渊相移增益比值之间对应关系的多项式，其在滤出各个频率分量后，对各个频率分量进行解调，获得各个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，然后确定布里渊增益最大的频率分量，计算出该确定的频率分量的布里渊相移增益比值，将计算出的布里渊相移增益比值带入用于表示布里渊频移与布里渊相移增益比值之间关系的多项式中，获得对应的布里渊频移，从而根据布里渊频移确定对应位置处的应变情况。其中，对应位置Z处频率分量的布里渊增益g(fi,z)和布里渊相移可以分别表示为：
其中，I(f0-fi,z)表示对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量与频率为f0的参考光信号的拍频信号大小，H[]表示希尔伯特变换，RD表示光电探测器响应度，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值。在对各个频率分量进行解调时可以采用复解调I/Q算法进行解调，由于利用布里渊相移增益比值进行解调的算法属于现有技术，因而在此不再对该算法进行赘述。
传统地，采用单斜坡辅助法进行解调时，当布里渊频移处于f1附近时，可以由f1频率分量的布里渊相移增益比值进行解调，但是由于泵浦脉冲的频谱及信噪比的影响，单斜坡辅助BOTDA的动态范围被限制在80MHz左右，当传感光纤受到的应变增加，布里渊频移也会随之增加，如果布里渊频移增加过大，仍然采用f1频率分量的布里渊相移增益比值进行解调，那么系统的解调误差将会很大。本发明采用多斜坡辅助进行解调，通过增加第二调制器，将下边带转换成频率梳信号，基于频率梳信号进行受激布里渊散射，利用不同频率成分的布里渊相移增益比值产生多个斜坡，可以扩大系统的动态测量范围并可以在该动态测量范围内实现精确测量。本发明中，所述系统的精确测量动态范围为0～nΔf，其中n表示频率梳信号中频率分量的数量，Δf表示频率梳信号的频率间隔。其中，Δf与空间分辨率和测量精度有关，Δf越小测量精度越高，对应的空间分辨率越低。
在确定多项式时，可以首先通过频率扫描的方法获得布里渊相移增益比值随布里渊频移的变化，然后根据该变化情况，拟合出用于表示布里渊相移增益比值与布里渊频移之间关系的多项式，布里渊相移增益比值与布里渊频移之间的关系如图3(c)中从上至下的第三个线条图所示。另外，当滤波器为带通滤波器时，滤波器可以直接设置在第一光放大器与第二耦合器之间，当滤波器为带阻滤波器时，本发明系统还包括第二环形器，所述第一光放大器的输出端连接所述第二环形器的第一端，所述第二环形器的第二端连接所述滤波器，第三端连接所述第二耦合器的输入端。
由上述实施例可见，本发明通过增加第二耦合器、第三调制器和第三耦合器，将下边带进行频移，生成参考光信号，参考光信号的引入可以进行外差相干探测，对探测到的布里渊信号进行放大，提高信噪比，同时将基带信号移到高频，可以减少低频噪声；通过增加第二调制器，将下边带转换成频率梳信号，基于频率梳信号进行受激布里渊散射，利用不同频率成分的布里渊相移增益比值产生多个斜坡，可以提高系统的精确测量动态范围。此外，传统BOTDA传感速度较慢，主要是因为需要对泵浦光和探测光之间的频差在布里渊频移附近进行扫描，扫频的范围一般在100～400MHz之间，扫频的步长为1～4MHz左右，而微波源的频率切换时间为ms量级，同时BOTDA信号还需要多次平均提高信噪比，所以传统BOTDA一次完整测量时间一般为几秒到几分钟。本系统在进行动态测量时不需要扫频，仅需要较少次数的平均，传感速度仅取决于传感光纤长度和平均次数，所以传感速度大大提高(在2km的传感光纤上可以实现1.5kHz的采样率)。
在上述实施例中，第四调制器主要是用来将直流光调制成脉冲光，这里用声光调制器和电光调制器均可以。第一调制器主要是对光进行11GHz左右的移频，第一调制器通常为电光调制器。第二调制器主要用于产生多个频率成分的频率梳，因此通常为电光调制器。第三调制器主要提供一个移频作为参考光，可以为声光调制器或电光调制器。信号发生器产生的三个信号是不同的，其提供给第二调制器的调制信号为频率梳信号，提供给第四调制器的调制信号为脉冲信号，提供给第三调制器的调制信号为单频正弦波。此外，激光器可以为窄线宽激光器。
在一个例子中，激光器中心波长为1550.12nm；第一调制器由微波源驱动，微波源的输出为20dBm，10.7GHz的微波信号，通过控制第一调制器的偏压，使第一调制器工作在载波抑制模式；第二调制器由信号发生器驱动产生间隔为60MHz的频率梳；第三调制器引入的频移为240MHz；第四调制器的频移为110MHz，泵浦光的脉冲宽度为25ns，脉冲重复频率为45kHz；第一光放大器和第二光放大器选用掺铒光纤光放大器；滤波器的带宽为10GHz，中心波长位于1550.12nm；传感光纤的长度为2km，为光通信中常用的普通单模光纤；采集卡的采样率为2GS/s。结合图3所示，泵浦光和探测光传输给传感光纤后，在传感光纤上发生受激布里渊散射，受激布里渊散射后产生的布里渊信号首先进行快速离散傅式变换，然后进行滤波，利用I/Q对滤出的各个频率分量进行解调，获得各个频率分量的布里渊增益和布里渊相移信息，通过比较各个频率成分的布里渊增益，选取布里渊增益最高即信噪比最大的频率分量对布里渊频移进行解调，即将布里渊增益最高的该频率成分的布里渊相移增益比值带入到预先得到的拟合的多项式中，即可得到布里渊频移信息，根据该布里渊频移信息就可以得到对应位置处的应变情况。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，包括激光器、第一耦合器、第一调制器、第一光放大器、滤波器、第二耦合器、第二调制器、第三调制器、第三耦合器、隔离器、传感光纤、第四调制器、第二光放大器、扰偏器、第一环形器、光电探测器、采集卡和处理器，其中所述激光器的输出端与所述第一耦合器的输入端连接，所述第一耦合器的第一输出端依次通过所述第一调制器、第一光放大器和滤波器，与所述第二耦合器的输入端连接，所述第二耦合器的第一输出端通过所述第二调制器与所述第三耦合器的第一输入端连接，第二输出端通过所述第三调制器与所述第三耦合器的第二输入端连接，所述第三耦合器的输出端通过所述隔离器与所述传感光纤的第二端连接；所述第一耦合器的第二输出端依次通过所述第四调制器、第二光放大器和扰偏器与所述第一环形器的第一端连接，所述第一环形器的第二端连接所述传感光纤的第一端，第三端连接所述光电探测器的输入端，所述光电探测器的输出端通过所述采集卡连接所述处理器；
所述第一耦合器将所述激光器产生的激光分成两路，一路作为探测光传输给所述第一调制器，另一路作为泵浦光传输给所述第四调制器；
所述第一调制器对所述探测光进行调制，生成两个边带；
所述第一光放大器对所述两个边带进行放大处理；
所述滤波器对放大处理后的两个边带进行滤波处理，获得下边带；
所述第二耦合器将所述下边带分成两路，一路传输给所述第二调制器，另一路传输给所述第三调制器；
所述第二调制器对该一路下边带进行调制，生成频率梳信号；
所述第三调制器对该另一路下边带进行频移，生成参考光信号；
所述第三耦合器将所述频率梳信号和参考光信号通过隔离器传输给所述传感光纤的第二端；
所述第四调制器对所述泵浦光进行调制，生成脉冲光信号；
所述第二光放大器对所述脉冲光信号进行光放大处理，并通过扰偏器将放大处理后的脉冲光信号传输给所述第一环形器的第一端，所述第一环形器的第二端将所述脉冲光信号传输给所述传感光纤的第一端；
所述传感光纤在接收到脉冲光信号后，与所述频率梳信号、参考光信号发生受激布里渊散射，将受激布里渊散射产生的布里渊信号反向传输回所述第一环形器的第二端，所述第二环形器的第三端将布里渊信号传输给所述光电探测器；
所述光电探测器将所述布里渊信号转换为射频信号，所述采集卡对所述传感光纤上对应位置处的射频信号进行采集；
所述处理器将对应位置处的射频信号的各个频率分量滤出，对各个频率分量进行解调，获得各个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，然后确定布里渊增益最大的频率分量，计算出该确定的频率分量的布里渊相移增益比值，将计算出的布里渊相移增益比值带入用于表示布里渊频移与布里渊相移增益比值之间关系的多项式中，获得对应的布里渊频移，从而根据布里渊频移确定对应位置处的应变情况。
2.根据权利要求1所述的基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，所述布里渊信号在传感光纤上对应位置Z处的光场表示为：
其中，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值，g(fi,z)和对应表示传感光纤上对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，t表示时间，f0表示参考光信号的频率。
3.根据权利要求1所述的基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，在对应位置Z处的射频信号表示为：
其中，RD表示光电探测器响应度，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值，g(fi,z)和对应表示传感光纤上对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量的布里渊增益和布里渊相移，t表示时间，f0表示参考光信号的频率。
4.根据权利要求1所述的基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，所述布里渊相移增益比值随布里渊频移的变化可通过频率扫描的方法获得，根据所述变化的情况可拟合出用于表示布里渊相移增益比值与布里渊频移之间关系的多项式。
5.根据权利要求1所述的基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，对应位置Z处频率分量的布里渊增益g(fi,z)和布里渊相移分别表示为：
其中，I(f0-fi,z)表示对应位置Z处频率为fi的第i个频率分量与频率为f0的参考光信号的拍频信号大小，H[]表示希尔伯特变换，RD表示光电探测器响应度，Esi表示频率梳信号经受激布里渊散射后第i个频率分量的幅值，ER表示参考光信号经受激布里渊散射后的幅值。
6.根据权利要求1所述的基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，所述频率梳信号的频率间隔为Δf，其中Δf与空间分辨率和测量精度有关，Δf越小测量精度越高，对应的空间分辨率越低。
7.根据权利要求1所述的基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，还包括第二环形器，所述第一光放大器的输出端连接所述第二环形器的第一端，所述第二环形器的第二端连接所述滤波器，第三端连接所述第二耦合器的输入端，所述滤波器为带阻滤波器。
8.根据权利要求1或6所述的基于多斜坡辅助的大动态范围布里渊快速测量系统，其特征在于，所述系统的精确测量动态范围为0～nΔf，其中n表示频率梳信号中频率分量的数量，Δf表示频率梳信号的频率间隔。
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