基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器和放大及性能表征方法

摘要

本发明公开了一种基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，它包括泵浦脉冲光源、传感脉冲光源、同步设备、二合一光耦合器、光环形器、参量放大光纤、第一光滤波器、光电检测器和信号采集设备。本发明利用高功率脉冲光作为泵浦光，在光纤零色散波长附近产生光纤参量放大效应，实现对另一传感脉冲光的功率放大。同时，由于泵浦脉冲光存续时间段以外的低功率漏光无法实现有效的光纤参量放大，因此传感脉冲光的漏光不会被放大，因而能同时达到放大脉冲消光比的效果。

权利要求

1.一种基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，其特征在于：它包括泵浦脉冲光源(1)、传感脉冲光源(2)、同步设备(3)、二合一光耦合器(4)、光环形器(5)、参量放大光纤(6)、第一光滤波器(7)、光电检测器(8)和信号采集设备(9)，其中，泵浦脉冲光源(1)和传感脉冲光源(2)的输出经由二合一光耦合器(4)合路后进入光环形器(5)的第一通信端，由光环形器(5)的第二通信端输出后进入参量放大光纤(6)；同步设备(3)用于保证泵浦脉冲光源(1)输出的泵浦脉冲光和传感脉冲光源(2)输出的传感脉冲光在脉冲时间上同步，信号采集设备(9)用于对同步设备(3)进行脉冲同步触发信号采集，参量放大光纤(6)中的瑞利散射效应使泵浦脉冲光和传感脉冲光产生与脉冲传输方向相反的散射光，与脉冲传输方向相反的散射光经光环形器(5)的第二通信端输入后由光环形器(5)的第三通信端输出，经第一光滤波器(7)后仅保留传感脉冲散射光信号，光电检测器(8)用于对传感脉冲散射光信号进行光电转换，信号采集设备(9)用于根据脉冲同步触发信号对传感脉冲散射光电信号进行采集，并根据传感脉冲散射光电信号获得随参量放大光纤(6)长度变化的信号功率以及信噪比，通过调节泵浦脉冲光源(1)的泵浦脉冲功率和波长以及传感脉冲光源(2)的传感脉冲功率和波长，使随参量放大光纤(6)长度变化的信号功率和信噪比均达到对应的信号功率和信噪比预设值。

2.根据权利要求1所述的基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，其特征在于：所述信号采集设备(9)用于根据传感脉冲散射光电信号的时域变化，结合参量放大光纤(6)中的光速，计算随参量放大光纤(6)长度变化的信号功率，再结合系统本底噪声，计算随参量放大光纤(6)长度变化的信噪比。

3.根据权利要求1所述的基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，其特征在于：所述泵浦脉冲光源(1)包括第一激光器(1.1)、第一光强度调制器(1.2)、第一电脉冲源(1.3)、第一电放大器(1.4)、光放大器(1.5)、第二光滤波器(1.6)和偏振控制器(1.7)，第一激光器(1.1)的激光信号输出端连接第一光强度调制器(1.2)的光信号输入端，第一电脉冲源(1.3)的电脉冲信号输出端通过第一电放大器(1.4)连接第一光强度调制器(1.2)的电信号输入端，第一光强度调制器(1.2)利用电脉冲信号对激光信号进行光强度调制，将连续波的激光信号变成脉冲光信号，脉冲宽度由施加在第一光强度调制器(1.2)上的电脉冲信号决定，脉冲光信号依次经过光放大器(1.5)、第二光滤波器(1.6)和偏振控制器(1.7)后形成泵浦脉冲光。

4.根据权利要求3所述的基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，其特征在于：所述第一电脉冲源(1.3)用于接收同步设备(3)发出的同步控制信号。

5.根据权利要求1或3所述的基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，其特征在于：所述传感脉冲光源(2)包括第二激光器(2.1)、第二光强度调制器(2.2)、第二电脉冲源(2.3)和第二电放大器(2.4)，第二激光器(2.1)的激光信号输出端连接第二光强度调制器(2.2)的光信号输入端，第二电脉冲源(2.3)的电脉冲信号输出端通过第二电放大器(2.4)连接第二光强度调制器(2.2)的电信号输入端，所述第二光强度调制器(2.2)利用电脉冲信号对激光信号进行光强度调制形成传感脉冲光。

6.根据权利要求5所述的基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，其特征在于：所述第二电脉冲源(2.3)用于接收同步设备(3)发出的同步控制信号。

7.一种基于权利要求1所述放大器的脉冲光放大方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：泵浦脉冲光源(1)发出中心波长为λP的泵浦脉冲光；

步骤2：传感脉冲光源(2)发出中心波长为λS的传感脉冲光，泵浦脉冲光的脉冲宽度大于传感脉冲光，泵浦脉冲光与传感脉冲光偏振保持一致，中心波长λS在放大器增益谱范围内调谐，即从λS，start到λS，stop范围内调谐；

步骤3：二合一光耦合器(4)将放大后的泵浦脉冲光与传感脉冲光合路，由同步设备(3)保证泵浦脉冲光与传感脉冲光在脉冲时间上同步；

步骤4：时间上同步的泵浦脉冲光与传感脉冲光由光环形器(5)的第一通信端输入，光环形器(5)的第二通信端输出后进入参量放大光纤(6)，在光纤传输过程中发生分布式光纤参量过程，泵浦脉冲光被消耗而传感脉冲光被放大，同时产生中心波长为1/λI＝2/λP‑1/λS的闲频脉冲光，实现传感脉冲光放大。

8.一种利用权利要求7所述脉冲光放大方法的放大器性能表征方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤101：参量放大光纤(6)中的瑞利散射效应使泵浦脉冲光和传感脉冲光产生与脉冲传输方向相反的散射光，与脉冲传输方向相反的散射光经光环形器(5)的第二通信端输入后由光环形器(5)的第三通信端输出，与脉冲传输方向相反的散射光进入第一光滤波器(7)滤除源自泵浦脉冲光和闲频脉冲光的散射信号，获得源自传感脉冲光的散射光信号，并由光电检测器(8)转换为电信号，并由信号采集设备(9)采集；

步骤102：关闭泵浦脉冲光源(1)，根据信号采集设备(9)采集的时域电信号，反演计算获得波长为λS，start时传感脉冲光散射信号功率及信噪比随参量放大光纤(6)长度的变化，分别记为Poff，RS(λS，start，z)和SNRoff，RS(λS，start，z)，其中z表示参量放大光纤(6)长度；

步骤103：以波长λS，step为间隔，逐步调谐传感脉冲光中心波长，重复步骤102，直至其波长为λS，stop，获得泵浦脉冲光源(1)关闭时传感脉冲光散射信号功率及信噪比随参量放大光纤(6)长度和传感脉冲光中心波长的变化，记为Poff ，RS(λS，z)和SNRoff ，RS(λS，z)；

步骤1 04：打开泵浦脉冲光源(1)，根据信号采集设备(9)采集的时域电信号，反演计算获得波长为λS，start时，当前泵浦脉冲光源中心波长和功率条件下传感脉冲光散射信号功率及信噪比随参量放大光纤(6)长度的变化，分别记为Pon，RS(λS，start，z)和SNRon，RS(λS，start，z)；

步骤105：以波长λS，step为间隔，逐步调谐传感脉冲光中心波长，重复步骤104，直至其波长为λS，stop，获得当前泵浦脉冲光源中心波长和功率条件下传感脉冲光散射信号功率及信噪比随参量放大光纤(6)长度和传感脉冲光中心波长的变化，记为Pon，RS(λS，z)和SNRon，RS(λS，z)；

步骤106：计算增益谱和噪声指数谱随参量放大光纤(6)长度的变化，即空间分辨的增益谱和噪声指数谱：G(λS，z)＝Pon，RS(λS，z)‑Poff，RS(λS，z)，NF(λS，z)＝SNRon，RS(λS，z)‑SNRoff，RS(λS，z)；

步骤107：根据对增益谱和噪声指数谱的要求调整泵浦脉冲光中心波长和功率设置，重复步骤104至步骤106，直至增益谱和噪声谱符合设计要求。

说明书

基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器和放大及性能表征

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光传感技术领域，具体地指一种基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器和放大及性能表征方法。

背景技术

[0002] 光纤具有现场无源、抗电磁干扰、耐腐蚀、恶劣环境适应性强、信号传输损耗低、传输过程安全性高、可以在一根光纤中集成数万个传感单元等特性，因此特别适用于对超大
型、长线型结构或装备的长期不间断监测，如高速铁路、油气管道、城市管网等；以及对信息
安全要求高、环境恶劣的关键领域，如国防军事、航空航天、电力工业等。

[0003] 在分布式光纤传感中，不仅要实现对温度、应变、振动等环境物理量的测量，还要能进行信号定位，而其中目前应用最广泛的是光时域反射(Optical time‑domain 
reflectometry，OTDR)技术：以脉冲光作为输入，利用背向传输的传感信号返回输入端的时
间反演计算传感点位置而实现传感信号定位。由于传感信号依赖于输入的脉冲光产生，因
此当光纤损耗和环境噪声使得长距离传输后的脉冲功率衰减、消光比下降时，就会引起传
感信号信噪比劣化，导致传感精度下降。从光纤本身出发，可以通过增强散射效率来提高传
感信号的信噪比。然而，增强散射必然导致光纤传输损耗上升，限制光纤传输距离。采用光
纤光栅阵列增强信号反射率同样可以提高传感信号信噪比。但是这类方法还会造成信号串
扰，也会限制传输距离。提高输入脉冲消光比是另一种提升信噪比的方法，主要靠采用具有
更高消光比的光调制器或多级光调制器实现。这一方法的主要缺陷在于系统复杂、能耗高，
也并不能从根本上解决光纤传输引起的功率衰减和消光比下降问题。第三种方法是进行分
布式放大，利用包括受激布里渊散射和受激拉曼散射在内的光纤非线性散射效应产生的放
大作用实现传感脉冲的放大。这类方法信号放大效果显著，但是不仅对脉冲本身有放大效
果，也会放大非脉冲存续区间本应无光、但实际上有微弱漏光的区域，造成脉冲消光比下
降，最终导致传感信号信噪比下降。可以看到，现有方法均不能达到同时对脉冲功率和消光
比进行分布式放大的效果。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是要提供一种基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器和放大及性能表征方法，本发明利用高功率脉冲光作为泵浦光，在光纤零色散波长附近产生光纤
参量放大效应，实现对另一传感脉冲光的功率放大。同时，由于泵浦脉冲光存续时间段以外
的低功率漏光无法实现有效的光纤参量放大，因此传感脉冲光的漏光不会被放大，因而能
同时达到放大脉冲消光比的效果。

[0005] 为实现此目的，本发明所设计的基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，它包括泵浦脉冲光源、传感脉冲光源、同步设备、二合一光耦合器、光环形器、参量放大光纤、第
一光滤波器、光电检测器和信号采集设备，其中，泵浦脉冲光源和传感脉冲光源的输出经由
二合一光耦合器合路后进入光环形器的第一通信端，由光环形器的第二通信端输出后进入
参量放大光纤；同步设备用于保证泵浦脉冲光源输出的泵浦脉冲光和传感脉冲光源输出的
传感脉冲光在脉冲时间上同步，信号采集设备用于对同步设备进行脉冲同步触发信号采
集，参量放大光纤中的瑞利散射效应使泵浦脉冲光和传感脉冲光产生与脉冲传输方向相反
的散射光，与脉冲传输方向相反的散射光经光环形器的第二通信端输入后由光环形器的第
三通信端输出，经第一光滤波器后仅保留传感脉冲散射光信号，光电检测器用于对传感脉
冲散射光信号进行光电转换，信号采集设备用于根据脉冲同步触发信号对传感脉冲散射光
电信号进行采集，并根据传感脉冲散射光电信号获得随参量放大光纤长度变化的信号功率
以及信噪比，通过调节泵浦脉冲光源的泵浦脉冲功率和波长以及传感脉冲光源的传感脉冲
功率和波长，使随参量放大光纤长度变化的信号功率和信噪比均达到对应的信号功率和信
噪比预设值。

[0006] 本发明的有益效果：

[0007] 1、本发明提出的基于光纤参量放大的分布式脉冲放大器仅放大传感脉冲光的脉冲部分，而不放大脉冲存续时间段以外的低光功率部分，因此可以同时放大传感脉冲的功
率和消光比，因而在应用于基于OTDR实现传感信号定位的分布式传感系统时能有效缓解长
距离光纤传输引起的传感脉冲光功率损耗和消光比下降，从而达到提升长距离分布式光纤
传感中远端传感信号信噪比的目的；

[0008] 2、本发明采用的泵浦脉冲光与信号脉冲光在同一个波段，因而在长距离光纤传输中由于色度色散引起的泵浦脉冲光与传感脉冲光的走离程度会明显小于分布式拉曼放大
的情况(在分布式一阶拉曼放大中，泵浦脉冲光与传感脉冲光存在约100nm的波长差)；

[0009] 3、本发明应用于1550nm波段时，可保证泵浦脉冲光和信号脉冲光均具有低的传输损耗，明显优于分布式拉曼放大的情况(当传感脉冲光设置在1550nm波段时，拉曼泵浦光中
心波长约为1450nm，石英光纤的传输损耗明显高于1550nm波段)。

附图说明

[0010] 图1为本发明的结构示意图；

[0011] 图2为本发明中泵浦脉冲光源的结构示意图；

[0012] 图3为本发明中传感脉冲光源的结构示意图。

[0013] 其中，1—泵浦脉冲光源、1.1—第一激光器、1.2—第一光强度调制器、1.3—第一电脉冲源、1.4—第一电放大器、1.5—光放大器、1.6—第二光滤波器、1.7—偏振控制器、
2—传感脉冲光源、2.1—第二激光器、2.2—第二光强度调制器、2.3—第二电脉冲源、2.4—
第二电放大器、3—同步设备、4—二合一光耦合器、5—光环形器、6—参量放大光纤、7—第
一光滤波器、8—光电检测器、9—信号采集设备。

具体实施方式

[0014] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

[0015] 本发明所设计的基于光纤参量放大的分布式脉冲光放大器，如图1所示，它包括泵浦脉冲光源1、传感脉冲光源2、同步设备3、二合一光耦合器4、光环形器5、参量放大光纤6、
第一光滤波器7、光电检测器8和信号采集设备9，其中，泵浦脉冲光源1和传感脉冲光源2的
输出经由二合一光耦合器4合路后进入光环形器5的第一通信端(a端口)，由光环形器5的第
二通信端(b端口)输出后进入参量放大光纤6；同步设备3用于保证泵浦脉冲光源1输出的泵
浦脉冲光和传感脉冲光源2输出的传感脉冲光在脉冲时间上同步(脉冲时间上居中对齐(就
是泵浦和传感两个脉冲重复频率一致，时间上始终有重叠)，因为考虑到光纤传输有色散，
所以设计的泵浦脉冲比传感脉冲长，以保证长距离传输之后两个时间上不偏离)，信号采集
设备9用于对同步设备3进行脉冲同步触发信号采集，参量放大光纤6中的瑞利散射效应使
泵浦脉冲光和传感脉冲光产生与脉冲传输方向相反的散射光，与脉冲传输方向相反的散射
光经光环形器5的第二通信端输入后由光环形器5的第三通信端(c端口)输出，经第一光滤
波器7(带通光滤波器)后仅保留传感脉冲散射光信号，光电检测器8用于对传感脉冲散射光
信号进行光电转换，信号采集设备9用于根据脉冲同步触发信号对传感脉冲散射光电信号
进行采集(根据脉冲对应的时间，确定信号采集的时间段，同步触发进行采集)，并根据传感
脉冲散射光电信号获得随参量放大光纤6长度变化的信号功率以及信噪比，通过调节泵浦
脉冲光源1的泵浦脉冲功率和波长以及传感脉冲光源2的传感脉冲功率和波长，使随参量放
大光纤6长度变化的信号功率和信噪比均达到对应的信号功率和信噪比预设值。

[0016] 上述技术方案中，所述信号采集设备9用于根据传感脉冲散射光电信号的时域变化，结合参量放大光纤6中的光速，计算随参量放大光纤6长度变化的信号功率，再结合系统
(即本发明的放大器)本底噪声，计算随参量放大光纤6长度变化的信噪比。

[0017] 上述技术方案中，如图2所示，所述泵浦脉冲光源1包括第一激光器1.1、第一光强度调制器1.2、第一电脉冲源1.3、第一电放大器1.4、光放大器1.5、第二光滤波器1.6和偏振
控制器1.7，第一激光器1.1的激光信号输出端连接第一光强度调制器1.2的光信号输入端，
第一电脉冲源1.3的电脉冲信号输出端通过第一电放大器1.4连接第一光强度调制器1.2的
电信号输入端，第一光强度调制器1.2利用电脉冲信号对激光信号进行光强度调制，将连续
波的激光信号变成脉冲光信号，脉冲宽度由施加在第一光强度调制器1.2上的电脉冲信号
决定，脉冲光信号依次经过光放大器1.5、第二光滤波器1.6和偏振控制器1.7后形成泵浦脉
冲光信号。

[0018] 上述技术方案中，所述第一电脉冲源1.3用于接收同步设备3发出的同步控制信号。

[0019] 上述技术方案中，如图3所示，所述传感脉冲光源2包括第二激光器2.1、第二光强度调制器2.2、第二电脉冲源2.3和第二电放大器2.4，第二激光器2.1的激光信号输出端连
接第二光强度调制器2.2的光信号输入端，第二电脉冲源2.3的电脉冲信号输出端通过第二
电放大器2.4连接第二光强度调制器2.2的电信号输入端，所述第二光强度调制器2.2利用
电脉冲信号对激光信号进行光强度调制形成传感脉冲光信号。

[0020] 上述技术方案中，所述第二电脉冲源2.3用于接收同步设备3发出的同步控制信号。

[0021] 本发明在所述的参量放大光纤6中，泵浦脉冲光通过光纤参量放大过程将能量传递给传感脉冲光，实现对传感脉冲光的分布式光放大。为保证光纤参量放大的有效性，此光
纤的零色散波长应该接近且略小于(一般是比泵浦波长小1～5nm)泵浦脉冲光的中心波长。
为了达到大的有效放大距离，参量放大光纤的传输损耗应尽量小，以不高于现有通信用光
纤的传输损耗为宜。

[0022] 在参量放大过程发生的同时，参量放大光纤6中的瑞利散射效应使泵浦脉冲光和传感脉冲光产生背向传输的散射光，其中传感脉冲背向散射光信号为经分布式光放大的分
布式光纤传感信号；

[0023] 第一光滤波器7用于获取经分布式光放大的分布式光纤传感信号，其中心波长为λS，通带范围应保证保留传感脉冲光散射信号，并完全滤除泵浦脉冲光散射信号；

[0024] 利用光纤参量放大实现传感信号分布式光放大的原理、以及对分布式光放大性能表征的具体过程如下：

[0025] 当上述系统中的泵浦脉冲光和传感脉冲光同时进入高非线性光纤，且二者时间上同步时，发生光纤参量放大，泵浦脉冲光的能量传递给传感脉冲光，对其产生放大，同时产
生波长为λI的闲频脉冲光，中心波长为λI＝2λP‑λS。在传感脉冲光功率较低，因此高阶四波
混频产物可忽略的前提下，泵浦脉冲光、传感脉冲光和闲频脉冲光的功率及相对相位差随
光纤长度z的变化由下面一组耦合波方程给出：

[0026]

[0027]

[0028]

[0029]

[0030] 其中PP、PS和PI分别为泵浦脉冲光、传感脉冲光和闲频脉冲光的功率，γ为光纤的非线性系数，θ为相对相位差，z表示参量放大光纤长度，由下式给出：

[0031] θ(z)＝Δβz+2φP(z)‑φS(z)‑φI(z)   (5)

[0032] 其中Δβ为色散引起的线性相位失配，由下式给出

[0033]

[0034] 式中β3和β4分别为传播常数β(ω)在零色散圆频率ω0处的三阶导数和四阶导数值。由于更高阶色散的影响可以忽略，这里只考虑β3和β4对线性相位失配的影响。φP(z)、
φS(z)和φI(z)分别为泵浦脉冲光、传感脉冲光和闲频脉冲光的相位，由其分别的初始相位
以及传输过程产生的非线性相移共同给出，θ(z)表示相对相位差(泵浦光、传感光和闲频光
之间的相对相位关系)随光在参量放大光纤中的传输距离的变化；ωP和ωS分别表示泵浦和
传感脉冲光的圆频率。

[0035] 当放大器工作在相位匹配条件下，即θ(z)≈π/2时，公式(4)中等号右边第三项可以忽略不计，此时有

[0036]

[0037] 其中，第二项为由传输过程非线性相移引起的相位适配项。在较短的光纤中，光纤参量放大工作于泵浦未耗尽模式(PP＞＞PS)，则公式(6)可以简化为

[0038]

[0039] 其中κ为相位失配参数，此时传感脉冲光和闲频脉冲光功率随光纤长度的变化由公式(9)、(10)给出

[0040]

[0041]

[0042] 其中，PS(z)表示传感脉冲光功率随光纤长度的变化，PS(0)表示输入传感脉冲光功率，PI(z)表示闲频脉冲光功率随光纤长度的变化，sinh为双曲正弦函数，参量增益系数g由
下式给出

[0043]

[0044] L为参量放大的有效作用光纤长度。考虑光纤无传输损耗时，L＝z。当光纤存在传输损耗时，

[0045]

[0046] 其中α为光纤的线性衰减系数。

[0047] 在泵浦脉冲光非耗尽假设成立时，传感脉冲光的功率可以根据公式(10)和传感脉冲光的输入光功率PS(0)计算。当泵浦脉冲光由于传输损耗，以及功率向传感脉冲光、闲频
脉冲光的转移而使得非耗尽假设不成立时，则传感脉冲光的功率需要通过求解方程组(1)‑
(4)计算。这些计算方法可以为后述步骤中的泵浦光中心波长、功率调节提供依据。

[0048] 一种基于上述放大器的脉冲光放大方法，它包括如下步骤：

[0049] 步骤1：泵浦脉冲光源1发出中心波长为λP的泵浦脉冲光；

[0050] 步骤2：传感脉冲光源2发出中心波长为λS的传感脉冲光，泵浦脉冲光的脉冲宽度大于传感脉冲光，泵浦脉冲光与传感脉冲光偏振保持一致，中心波长λS在放大器增益谱范
围内调谐，即从λS，start到λS，stop范围内调谐；

[0051] 步骤3：二合一光耦合器4将放大后的泵浦脉冲光与传感脉冲光合路，由同步设备3保证泵浦脉冲光与传感脉冲光在脉冲时间上同步；

[0052] 步骤4：时间上同步的泵浦脉冲光与传感脉冲光由光环形器5的第一通信端输入，光环形器5的第二通信端输出后进入参量放大光纤6，在光纤传输过程中发生分布式光纤参
量过程，泵浦脉冲光被消耗而传感脉冲光被放大，同时产生中心波长为1/λI＝2/λP‑1/λS的
闲频脉冲光，实现传感脉冲光放大。

[0053] 一种利用上述脉冲光放大方法的放大器性能表征方法，其特征在于，它包括如下步骤：

[0054] 步骤101：参量放大光纤6中的瑞利散射效应使泵浦脉冲光和传感脉冲光产生与脉冲传输方向相反的散射光，与脉冲传输方向相反的散射光经光环形器5的第二通信端输入
后由光环形器5的第三通信端输出，与脉冲传输方向相反的散射光进入第一光滤波器7滤除
源白泵浦脉冲光和闲频脉冲光的散射信号，获得源自传感脉冲光的散射光信号，并由光电
检测器8转换为电信号，并由信号采集设备9采集；

[0055] 步骤102：关闭泵浦脉冲光源1，根据信号采集设备9采集的时域电信号(随时间变化的电信号)，反演计算获得波长为λS，start时传感脉冲光散射信号功率及信噪比随参量放
大光纤6长度的变化，分别记为Poff，RS(λS，start，z)和SNRoff，RS(λS，start，z)，其中，z表示参量放
大光纤6长度；

[0056] 步骤103：以波长λS，step为间隔(波长间隔的设置与实际对增益谱测量的精细度需求有关，通常可以设置在0.1nm)，逐步调谐传感脉冲光中心波长，重复步骤102，直至其波长
为λS，stop，获得泵浦脉冲光源1关闭时传感脉冲光散射信号功率及信噪比随参量放大光纤6
长度和传感脉冲光中心波长的变化，记为Poff，RS(λS，z)和SNRoff，RS(λS，z)；

[0057] 步骤104：打开泵浦脉冲光源1，根据信号采集设备9采集的时域电信号，反演计算获得波长为λS，start时，当前泵浦脉冲光源中心波长和功率条件下传感脉冲光散射信号功率
及信噪比随参量放大光纤6长度的变化，分别记为Pon，RS(λS，start，z)和SNRon，RS(λS，start，z)；

[0058] 步骤105：以波长λS，step为间隔，逐步调谐传感脉冲光中心波长，重复步骤104，直至其波长为λS，stop，获得当前泵浦脉冲光源中心波长和功率条件下传感脉冲光散射信号功率
及信噪比随参量放大光纤6长度和传感脉冲光中心波长的变化，记为Pon，RS(λS，z)和SNRon，RS
(λS，z)；

[0059] 步骤106：计算增益谱和噪声指数谱随参量放大光纤6长度的变化，即空间分辨的增益谱和噪声指数谱：G(λS，z)＝Pon，RS(λS，z)‑Poff，RS(λS，z)，NF(λS，z)＝SNRon，RS(λS，z)‑
SNRoff，RS(λS，z)；

[0060] 步骤107：根据对增益谱和噪声指数谱的要求调整泵浦脉冲光中心波长和功率设置，重复步骤104至步骤106，直至增益谱和噪声谱符合设计要求。

[0061] 本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。