为了达到布里渊光时域分析(BOTDA)系统双通道激光源的布里渊频移要求, 设计了一个光纤布里渊频移器, 放置在其探测脉冲通道, 使探测光与另一通道的扫频光具有布里渊频移差(约11.2 GHz)。通过分析频移器的输出光谱线宽窄化原理, 利用光纤中激发的布里渊增益谱结合一定的环形腔结构形成窄线宽的布里渊斯托克斯光谱输出, 且分析了环形腔频移器的受激布里渊散射阈值和光-光转换效率两个性能指标及其影响因素。采用1551 nm窄线宽光源, 对实际搭建的9 km单模光纤布里渊频移器进行了实验验证, 结果表明：频移器的受激布里渊散射阈值为2.3 mW, 布里渊频移对应的波长改变约为0.1 nm, 此时的定向耦合器耦合比为0.4, 光-光转换效率为49%。所设计的光纤布里渊频移器能达到布里渊光时域分析系统光源的技术指标, 降低了系统的复杂性和成本。

为了满足布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感系统需要频差为布里渊频移的两种激光输出光源的需求,采用布里渊环形腔频移和电光调制的方法设计了双通道光源系统.根据光源的脉冲宽度、重复频率、扫频量等参量,对双通道调制光谱输出进行了仿真,并采用现场可编程门阵列配合直接数字式频率合成器技术的方案建立了系统实验装置,实现了脉冲探测光和扫频抽运光两种激光输出.脉冲探测光输出最小脉宽达10ns,扫频抽运光输出扫频范围达0MHz~90MHz,扫描频率步进值为30Hz,时间步进为1.6μs.结果表明,该光源技术参量满足BOTDA系统的要求,不需引入高频微波信号源等高速器件,信号采集模块可采用100MHz以下光电探测器件实现,降低了系统成本.