Brevet FR3098659A1 — publié le 20210115

Description Titre de l'invention : Dispositif laser de balayage d'impulsion de mo- dulation ultra-rapide EHz et un système de détection à fibres optiques distribuées Domaine technique 100011 La présente demande concerne le domaine de technologie de détection à fibres optiques distribuées, en particulier un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EFIt (exahertz) et un système de détection à fibres optiques distribuées. Contexte technique 100021 La technologie de détection à fibres optiques distribuées pouvant détecter et mesurer en continu les paramètres physiques distribués le long de la longueur de la fibre optique et intégrant les fonctions de détection et de transmission, elle peut être utilisée pour mesurer en continu les informations sur les états de distribution multidimensionnelle spatiale et temporelle des paramètres environnementaux distribués le long de la longueur d'une fibre optique, et pour en outre transmettre les informations de mesure distribuées au centre de traitement informatique en temps réel sans perte. De plus, le système de détection basé sur la technologie de détection à fibres optiques distribuées présente les avantages tels que une structure simple, une utilisation pratique, un coût faible d'acquisition de signal dans une longueur unitaire et un haut rapport qualité-prix, de sorte que cette technologie est largement utilisée dans de nombreux domaines civils et militaires importants tels que la sécurité de périmètre, la détection de fuites dans les pipelines, la détection de vagues sismiques et la détection hydroponique. [0003] La technologie de détection à fibres optiques distribuées comprend deux technologies : OTDR (Optical Time Domain Reflectometry, réflectométrie dans le domaine de temporel optique) et OFDR (Optical Frequency Domain Reflectometry, réflectométrie dans le domaine de fréquence optique). Par rapport à l'OTDR, OFDR présente des avantages significatifs en ternies de l'indice de résolution spatiale ultra élevée, dans lequel la résolution spatiale dépend dc la plage de balayage linéaire de la source laser dans le système OFDR, plus la plage de balayage linéaire est large, plus la résolution spatiale est élevée, et une ultra élevée résolution spatiale peut être obtenu lorsque la plage de balayage linéaire de la source est bien large. Cependant, la distance de détection de l'OFDR est limitée par la durée de balayage de fréquence optique de la source laser, soit plus la durée de balayage dc fréquence optique est longue, plus la di stance dc détection est longue. De plus, plus la durée de balayage de fréquence 2 optique de la source laser est longue, plus la fréquence correspondante est basse, ce qui entraîne une limitation de la limite supérieure de la fréquence du signal à détecter. [0004] Par conséquence, en tant qu'un composant clé du système de détection à fibres optiques distribuées, un problème à résoudre par l'homme de l'art est d'améliorer le dispositif laser, afin d'allonger la distance de mesure de l'OFDR tout en maintenant une résolution spatiale élevée. Description de l'invention [0005] La présente demande fournit un dispositif laser de balayage d'impulsion de mo- dulation ultra-rapide EHz et un système de détection à fibres optiques distribuées, afin de résoudre le problème du système de détection à fibres optiques distribuées existant, soit la restriction mutuelle entre les indices importantes telles que la résolution spatiale élevée, la distance longue et la haute bande de fréquence. [0006] Selon un premier aspect des exemples de la présente demande, il fournit un dispositif laser dc balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz, qui comprend une source laser de pompage, un premier multiplexeur à division dc longueur d'onde, un réseau de fibre optique de déphasage en cascade, un deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde, une pluralité dc modulateurs électro-optiques et un contrôleur connecté à la pluralité de modulateurs électro-optiques, dans lequel: [0007] la sortie de la source laser de pompage est connectée à la première extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde; [0008] le réseau de fibre optique de déphasage en cascade se compose d'une pluralité de réseaux de déphasage ayant différentes longueurs d'onde de fenêtre centrale gravés sur les fibres optiques dopées, dont l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes est prédéfini à une valeur fixe, et le réseau de fibre optique de déphasage en cascade est raccordé à la deuxième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde ; [0009] la troisième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde ; [0010] la lumière laser émise par chaque canal de sortie correspondant à chaque longueur d'onde du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde est transmise respectivement à l'un des modulateurs électro-optiques ; [0011] le contrôleur est configuré pour déclencher par ordre l'un des modulateurs électro- optiques en fonction de l'intervalle temporel prédéfini pendant une durée prédéfinie. [0012] Optionnellement, le dispositif laser comprend en outre un isolateur, dans lequel : [0013] une extrémité de l'isolateur est connectée à la troisième extrémité du premier mul- tiplexeur à division de longueur d'onde et l'autre extrémité est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde. [0014] Optionnellement, le dispositif laser comprend en outre un amplificateur de signal, 3 dans lequel : [0015] une extrémité de l'amplificateur de signal est connectée à la troisième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde et l'autre extrémité est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde. [0016] Optionnellement, le réseau de fibre optique de déphasage en cascade se compose de N sous-fibres optiques dopées en parallèle, avec N>2, dans lequel : [0017] ladite fibre optique dopée du sous-réseau de fibre optique de déphasage en cascade est gravée d'une pluralité de réseaux de déphasage ayant différentes longueurs d'onde de fenêtre centrale, dont l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes est prédéfini à la première valeur fixe ; [0018] la première valeur fixe prédéfinie est N fois l'intervalle de longueur d'onde de sortie du réseau de fibre optique de déphasage en cascade. [0019] Optionnellement, la source laser de pompage comprend une première sous-source laser de pompage et une deuxième sous-source laser de pompage, et le premier multiplexeur à division de longueur d'onde comprend un premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde et un deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde, dans lequel ; [0020] la sortie de la première sous-source laser de pompage est connectée à la première extrémité du premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde, et la sortie de la deuxième sous-source laser de pompage est connectée à la première extrémité du deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde ; [0021] ledit réseau de fibre optique de déphasage en cascade est connecté respectivement à la deuxième extrémité du premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde et à la deuxième extrémité du deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde ; [0022] la troisième extrémité du premier ou deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde. [0023] Optionnellement, l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale ad- jacentes est égal ou supérieur à 0,2 nm. [0024] Selon un deuxième aspect des exemples de la présente demande, il fournit un système de détection à fibres optiques distribuées comprenant un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon le premier aspect des exemples de la présente demande. [0025] Optionnellement, le système comprend en outre un circulateur, une fibre optique de détection, un coupleur, un premier bras d'interférence, un deuxième bras d'interférence, un miroir rotatif Faraday et un démodulateur de phase, dans lequel : [0026] la sortie du dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz est connectée à la première extrémité du circulateur, la deuxième extrémité du cir- culatcur est connectée aux fibres optiques de détection, et la troisième extrémité du circulateur est connectée à la première extrémité du coupleur ; [0027] la deuxième extrémité du coupleur est connectée respectivement à une extrémité du premier bras d'interférence et du deuxième bras d'interférence, et l'autre extrémité du premier bras d'interférence et du deuxième bras d'interférence est connectée respectivement au miroir rotatif Faraday, dont la longueur du premier bras d'interférence n'est pas égale à celle du deuxième bras d'interférence ; [0028] le démodulateur de phase est connecté à la troisième extrémité du coupleur pour démoduler un chargement de phase provoquée par un signal perturbant dans la fibre optique de détection. [0029] Selon les exemples ci-dessus, la présente demande fournit un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz et un système de détection à fibres optiques distribuées, qui se caractérise en ce que : un réseau de fibre optique de déphasage en cascade se forme par graver une pluralité de réseaux de déphasage ayant différentes longueurs d'onde de fenêtre centrale sur les fibres optiques dopées, lorsque la lumière de pompage émise par la source laser de pompage entre dans le réseau de fibre optique de déphasage en cascade via un couplage par le multiplexeur à division de longueur d'onde, une lumière laser à multi-longueur d'onde se produit, dont l'intervalle de longueur d'onde est prédéfini à une valeur fixe ; puis la lumière laser à multi-longueur d'onde ci-dessus peut être modulé de manière ultra-rapide par une méthode de commande de domaine temporel basé sur un modulateur électro-optique, afin d'obtenir une lumière pulsée de conversion de fréquence interne qui est composée en continu par une pluralité des lumières pulsées à fréquences augmentant de manière linéaire, ce qui permet d'améliorer la plage de balayage de fréquence linéaire de la source laser dans le système de détection à fibres optiques distribuées et d'assurer efficacement la résolution spatiale du système. En outre, la longueur de cohérence de la lumière laser émise par le dispositif laser peut-être prolongée basé sur la caractéristique de largeur de raie étroite de la lumière laser émise par le réseau de déphasage en cascade ci-dessus et la modulation ultra-rapide du modulateur électro-optique, sans modifier la fréquence de la lumière laser. Par conséquence, le dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz et le système de détection à fibres optiques distribuées selon la présente demande fournis par la présente demande permettent de résoudre le problème du système de détection à fibres optiques distribuées existant, soit la restriction mutuelle entre les indices importantes telles que la résolution spatiale élevée, la distance longue et la haute bande de fréquence. [0030] Il convient de comprendre que la description générale ci-dessus et la description en détail ci-dessous ne sont que illustratives à titre d'exemple, au lieu de limitatifs. Description des figures [0031] La solution technique de la présente invention apparaîtra plus clairement au cours de la description en détail des figures annexés dans les exemples, et les variantes des figures peuvent être obtenus par l'homme de l'art sans travail créatif [0032] [fig.11 est une vue de la structure de base d'un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon un exemple de la présente demande [0033] [fig.21 est une vue de la structure de base d'un autre dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon un exemple de la présente demande [0034] [fig.3] est une vue de la structure de base d'un système de détection à fibres optiques distribuées selon un exemple de la présente demande ; [0035] [fig.4] est une vue montrant l'interférence différentielle spatiale de la lumière de diffusion Rayleigh vers l'arrière traversant un interféromètre Michelson dans la figure 3; [0036] [fig.5] est une vue montrant la correspondance séquentielle entre le signal retardé et le signal d'origine dans la figure 4; [0037] [fig.6] est une vue de la structure de base d'un autre système de détection à fibres optiques distribuées selon un exemple de la présente demande ; [0038] [fig.7] est une vue du circuit optique de démodulation de phase d'un coupleur 3x3 dans la figure 6 ; [0039] [fig.8] est un diagramme dc principe de l'algorithme de démodulation dc phase basé sur le coupleur 3 x 3 selon un exemple de la présente demande ; [0040] [fig.9] est un diagramme dc principe de l'algorithme de démodulation dc phase basé sur le coupleur 3 x 3 optimisé de manière orthogonale selon un exemple de la présente demande ; [0041] [fig.10] est une vue de la structure de base d'un autre système de détection à fibres optiques distribuées selon un exemple de la présente demande ; [0042] [fig.11] est un diagramme dc principe de l'algorithme de démodulation dc porteuse de phase selon un exemple dc la présente demande. Modes de réalisation 100431 Des exemples illustratifs seront décrits en détail ci-dessous, dont des exemples sont illustrés dans les figures. Dans la description ci-dessous concernant les figures, sauf indication contraire, les références dans les figures différentes représentent les éléments identiques ou similaires. Les modes de réalisation disposés par la présente invention ne sont pas limités aux modes de réalisation décrits dans les exemples illustratifs ci-après. Ils ne sont que des exemples dc dispositifs et de procédés conformes aux reven- 6 dications et aux aspects de la présente invention. [0044] Le laser est un composant clé du système de détection à fibres optiques distribuées pour une détection dynamique de haute précision, et les paramètres de performance de la détection à fibre optique distribuée dépende des paramètres du dispositif laser. Tenu compte que la plage de détection est limitée par la longueur de cohérence du dispositif laser dans un système OFDR, la présente invention fournit un nouveau dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz, afin d'allonger la distance de détection du système OFDR tout en maintenant une résolution spatiale élevée. [0045] La figure 1 est une vue de la structure de base d'un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide F.Hz selon le présent exemple. Montré comme la figure 1, le dispositif laser comprend une source laser de pompage 101, un premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102, un réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103, un deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104 et un dispositif de sortie sélectif de longueur d'onde 105. [0046] Pour connexion, la sortie de la source laser de pompage 101 est connectée à la première extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102, de sorte que la plupart de la lumière de pompage peut entrer dans le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 via un couplage par la deuxième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102. [0047] Le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 se compose d'une pluralité de réseaux de déphasage ayant différentes longueurs d'onde de fenêtre centrale gravés sur une ou plusieurs fibres optiques dopées en série, dont l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes sont prédéfini à une valeur fixe, soit se compose d'une pluralité de réseaux de déphasage à structure périodique uniforme et connectés étroitement l'un et l'autre. En particulière, le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 peut être réalisé par un procédé de déplacement de masque de phase, en outre, le réseau de déphasage peut être gravé sur une pluralité de fibres dopées en parallèle. [0048] Comparé au réseau de multi-déphasage classique, le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 selon le présent exemple a un degré de cascade n'ayant peu d'influence sur la largeur du spectre de transmission et les réseaux de déphasage internes ouvrent les fenêtres de transmission aux positions correspondants aux longueurs d'onde, dont la largeur de bande est similaire à celle du déphasage de monophase. En outre, le réseau présente les avantages tels qu'une bonne uniformité de longueur d'onde de transmission et une puissance de sortie stable, ce qui favorise la sortie d'une puissance stable à largeur de raie étroite du laser à multi-longueurs d'onde. [0049] Les réseaux de déphasage dans le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 présente les pics de transmission à bande ultra étroite, ce qui permet d'assurer un 7 mode longitudinal unique dans la cavité laser produisant les résonance, de sorte d'obtenir les caractéristiques stables pour le laser rnonomode à largeur de mie étroite, par conséquence, le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 peut émettre une pluralité de signaux laser à largeur de raie étroite sous excitation de la source laser de pompage 101. Par exemple, selon le présent exemple, une fibre optique dopée en erbium est gravée de 20 réseaux de déphasage, dont l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes est égal à 0,2 nm, soit l'intervalle entre les longueurs d'onde de la fenêtre centrale 24, K2, K3,7,4,2,5, est de 0,2 nm, de sorte de d'obtenir une lumière laser ayant une différence de longueur d'onde fixe de 0,2 nm et une plage de longueur d'onde de 1548 nm - 1551,8 nm dans le domaine fréquentiel. TI faut noter que l'intervalle de longueur d'onde du réseau de déphasage ci-dessous n'est pas limité à 0,2 nm et peut être une autre valeur. Toutefois, tenu compte la largeur de bande du réseau de déphasage et pour éviter toute superposition, l'intervalle de longueur d'onde dans le présent exemple est spécifié à égale ou supérieure à 0,2. Nm. [0050] De plus, la lumière laser émise par le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 est envoyée vers le deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104 via la troisième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102, et le deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104 peut transmettre simultanément les signaux optiques à différentes longueurs d'onde via différents canaux optiques sans interférence. En outre, selon le présent exemple, un isolateur 107 est disposé entre le premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102 et le deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104, de sorte que la lumière laser émise par le premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102 ne puisse être transmise que dans un sens unique au long de la direction de sortie dans le trajet de la fibre optique, afin d'éviter efficacement l'affection sur la stabilité de sortie du laser par les effets de réflexion vers l'arrière et de diffusion, ou d'éviter tout endommage du dispositif laser causé par la lumière réfléchie entrant dans la fibre optique dopée via un multiplexeur à division de longueur d'oncle. [0051] En outre, selon le présent exemple, un amplificateur de signal 108 est disposé entre le premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102 et le deuxième multiplexeur à division de longueur d'oncle 104 pour amplifier les signaux optiques, dans lequel une extrémité de l'amplificateur de signal 108 est connectée à la sortie de l'isolateur 107, et l'autre extrémité de l'amplificateur de signal 108 est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104. En cas d'absence de l'isolateur 107, une extrémité de l'amplificateur de signal 108 est connectée à la troisième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102. En particulière, l'amplificateur de signal 108 peut être sélectionné parmi un amplificateur à 8 fibre optique dopée en erbium, un amplificateur à fibre dopée en ytterbium et autres en fonction de la longueur d'onde de la lumière laser émise par le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103. [0052] Le dispositif de sortie sélectif de longueur d'onde 105 selon le présent exemple comprend une pluralité de modulateurs électro-optiques (E0M, Elcctro-optic Modulation Crystals) et un contrôleur connecté à une pluralité de modulateurs électrooptiques, dans lequel la lumière laser émise par chaque canal de sortie correspondant à chaque longueur d'onde du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104 est transmise respectivement à l'un des modulateurs électro-optiques, et les modulateurs électro-optiques fonctionnent sous commande du signal émise par le contrôleur, afin de déclencher par ordre l'un des modulateurs électro-optiques en fonction de l'intervalle temporel prédéfini pendant une durée prédéfinic et dc former une séquence dc longueur d'onde à l'intervalle temporel prédéfini dans un domaine temporel. Par conséquence, la lumière laser à multi-longueur d'onde ci-dessus peut être modulé de manière ultra-rapide par une méthode de commande de domaine temporel basé sur un modulateur électro-optique, afin d'obtenir une lumière pulsée de conversion de fréquence interne qui est composée en continu par une pluralité des lumières pulsées à fréquences augmentant de manière linéaire. [0053] Par exemple, lorsque le signal de commande émise par le contrôleur se trouve à un bas niveau électrique, l'EOM n'émet rien, au contraire, lorsque le signal de commande émise par le contrôleur se trouve à un haut niveau électrique, l'EOM émet. En supposant que le deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104 émette une lumière laser à 20 longueurs d'onde, et que chaque canal de sortie de longueur d'onde est connecté à un EOM correspondant, le contrôleur commande le canal ctll correspondant à la lumière laser à la première longueur d'onde à un haut niveau pendant 0 à 5 ns, commande le canal ct12 correspondant à la deuxième longueur d'onde à un haut niveau pendant 5 ns-10 ns, et ainsi de suite, dispose la lumière laser à 20 longueurs d'onde dans une larguer d'impulsion de 100 nanosecondes à un intervalle temporel uniforme, afin de former une modulation ultra-rapide EHz pour le dispositif laser. [0054] 11 faut noter que ledit dispositif de sortie sélectif de longueur d'onde 105 n'est pas limité au mode de modulation à cristal électro-optique et à contrôleur, et peut être de toute autre manière pourvu qu'il puisse permet à la lumière laser à multi-longueur d'onde émise par le deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104 d'être sortie par ordre à l'intervalle temporel prédéfini, de sorte de former une séquence de longueurs d'onde à l'intervalle temporel prédéfini, par exemple, une modulation acousto-optique ou similaire, cependant la modulation électro-optique présente une avantage d'une fréquence de modulation plus élevée. En outre, la fibre optique dopée selon le présent exemple est une fibre active obtenue par doper divers ions de terres 9 rares dans une substance de fibre optique, et peut être une fibre optique dopée en erbium (Er), une fibre dopée en ytterbium (Yb) ou une fibre dopée en thulium (Tm) ; la source de pompage correspondante est un dispositif laser à semi-conducteur dont la longueur d'onde centrale de la lumière laser de sortie correspond à la longueur d'onde d'absorption de la fibre optique dopée, dans lequel la longueur d'onde centrale de la fibre optique dopée en erbium (Er) est de 980 nm ou 1480 nm, la longueur d'onde centrale de la fibre optique dopée en ytterbium (Yb) est de 915 nm ou 975 nm, et la longueur d'onde centrale de la fibre optique dopée en thulium (Tm) est de 793 nm ou 1560 nm ; bien sûre, la source de pompage peut être fournie par un autre dispositif laser ou une diode laser capable d'émettre la lumière de pompage souhaitée. [0055] De plus, afin que la lumière pulsée de conversion de fréquence interne émise par le dispositif de sortie sélectif de longueur d'onde 105 puisse être transmise dans une seule fibre optique, la sortie du dispositif de sortie sélectif de longueur d'onde 105 selon le présent exemple est pourvue d'un troisième multiplexeur à division de longueur d'onde 106, dans lequel l'intervalle de longueur d'onde laser basé sur le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 est court, par conséquent, le deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104 et le troisième multiplexeur à division de longueur d'onde 106 selon le présent exemple peuvent être un multiplexeur à division de longueur d'onde de type dense. [0056] En outre, le dispositif laser selon le présent exemple peut fournir une lumière pulsée de conversion de fréquence interne qui est composée en continu par une pluralité des lumières pulsées à fréquences augmentant de manière linéaire, ce qui permet d'utiliser ledit dispositif laser dans un système de détection à fibres optiques distribuées, afin d'améliorer la plage de balayage de fréquence linéaire de la source laser dans le système de détection à fibres optiques distribuées et d'assurer efficacement la résolution spatiale du système OFDR ; de plus, la longueur de cohérence du laser émise par le dispositif laser peut être prolongée basé sur la caractéristique de largeur de raie étroite de la lumière laser émise par le réseau de déphasage en cascade et la modulation ultra-rapide du modulateur électro-optique, sans modifier la fréquence du laser. Par conséquence, le dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon le présent exemple permet de résoudre le problème du système de détection à fibres optiques distribuées existant, soit la restriction mutuelle entre les indices importantes telles que la résolution spatiale élevée, la distance longue et la haute bande de fréquence. [0057] La figure 2 est une vue de la structure de base d'un autre dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon le présent exemple. Montré comme la figure 2, la différence principal entre le dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz fourni par le présent exemple et celui fourni par l'exemple 1 consiste à ce que : le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 selon le présent exemple comprend une pluralité de réseaux de déphasage ayant différentes longueurs d'onde de fenêtre centrale gravés sur deux fibres optiques dopées en parallèle, soit les réseaux de la première fibre optique de déphasage en cascade 1031 et les réseaux de la deuxième fibre optique de déphasage en cascade 1032 ; [0058] Par exemple, la fibre optique dopée en erbium du réseau de la première fibre optique de déphasage en cascade 1031 peut être gravée de 10 réseaux de déphasage à l'intervalle de 0,4 nm, correspondant aux longueurs d'onde de sortie de 7,.' la fibre optique dopée en ytterbium du réseau de la deuxième fibre optique de déphasage en cascade 1032 peut être gravée de 10 réseaux de déphasage à l'intervalle de 0,4 nm, correspondant aux longueurs d'onde de sortie ? ï de X2, -6.-- ainsi, l'intervalle de longueur d'onde du réseaux correspondant sur deux fibres optiques dopée en ytterbium atteint 0,2nm, soit l'intervalle entre ?,,?\.2, K. ï ï X -1.20 est de 0,2nm, de sorte que deux fibres optiques dopée en ytterbium en parallèle forment 20 longueurs d'onde distribuées de la lumière laser de rétroaction. Par conséquence, une connexion en parallèle permet d'éviter une superposition des longueurs d'onde et donc de réduire l'intervalle de sortie de longueur d'onde. [0059] Tl faut noter que ledit réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 n'est pas limité à la configuration de deux réseaux de fibres optiques de déphasage en cascade en parallèle, et le nombre de réseau peut être un autre, en outre, le nombre de réseau de déphasage gravé sur la fibre optique dopée de chaque réseau de fibre optique de déphasage en cascade n'est pas limité à un nombre identique, il peut être un nombre pourvu qu'il puisse satisfaire les exigences suivants : la différence de deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes du réseau de déphasage gravé sur chaque fibre optique dopée est égale à une première valeur prédéfinie et la première valeur fixe prédéfinie est N fois l'intervalle de longueur d'onde de sortie du réseau de fibre optique de déphasage en cascade, avec N est le nombre de réseau de fibre optique de déphasage en cascade. [0060] En outre, la source laser de pompage 101 peut fournir une énergie de pompage suffisante, afin de produire une lumière laser à largeur de raie étroite avec une puissance plus stable et une dérivation de largeur de raie plus faible. La source laser de pompage 101 selon le présent exemple comprend une première sous-source laser de pompage 1011 et une deuxième sous-source laser de pompage 1012, et le premier multiplexeur à division de longueur d'onde 102 comprend un premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1021 et un deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1022, dans lequel la sortie de la première sous-source laser de pompage 1011 est connectée à la première extrémité du premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1021, et la sortie de la deuxième sous-source laser de 11 pompage 1012 est connectée à la première extrémité du deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1022 ; le réseau de fibre optique de déphasage en cascade 103 est connecté respectivement à la deuxième extrémité du premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1021 et du deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1022, et la troisième extrémité du premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1021 ou du deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde 1022 est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde 104. [0061] Basé sur la conception inventive du dispositif laser de balayage d'impulsion de mo- dulation ultra-rapide EFIz ci-dessus, le présent exemple fournit un système de détection à fibres optiques distribuées comprenant un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon l'un des exemples ci-dessus. [0062] En outre, tenu compte que la mesure statique basé sur la technique OFDR a été bien développé aujourd'hui, et qu'il n'existe pas un système disponible pour mesurer les signaux perturbants à haute bande de fréquence, le présent exemple fournit également un système de détection à fibres optiques distribuées, afin de réaliser une démodulation d'information de phase pour les signaux perturbants. [0063] La figure 3 est une vue de la structure de base d'un système de détection à fibres optiques distribuées selon le présent exemple. Montré comme la figure 3, le système comprend un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz 10, un circulateur 20, une fibre optique de détection 30, un coupleur 40, un premier bras d'interférence 51, un deuxième bras d'interférence 53, des miroirs rotatifs Faraday 53, 54 et un démodulateur de phase 60. [0064] Dans lequel l'extrémité Cl du circulateur 20 est connectée à la sortie du dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz 10, l'extrémité C2 du circulateur 20 est connectée à la fibre optique de détection 30, l'extrémité C3 du circulateur 20 est connectée à la première extrémité du coupleur 40, la deuxième extrémité du coupleur 40 est connectée respectivement à la première extrémité du premier bras d'interférence 51 et du deuxième bras d'interférence 53 ; l'autre extrémité du premier bras d'interférence 51 et du deuxième bras d'interférence 53 est connectée respectivement à un miroir rotatif Faraday, dont la longueur du premier bras d'interférence Si n'est pas égale à celle du deuxième bras d'interférence 53 ; le démodulateur de phase 60 est connecté à la troisième extrémité du coupleur 40 pour démoduler un chargement de phase provoqué par un signal perturbant dans la fibre optique de détection 30. Selon le présent exemple, le premier bras d'interférence 51, un deuxième bras d'interférence 53, le miroir rotatif Faraday et le démodulateur de phase forment une structure appelée interféromètre Michelson non équilibré. Selon le présent exemple, l'angle de rotation du miroir rotatif Faraday FRNI est défini à 90 °, mais il 12 n'est pas limité à cette valeur, afin de réaliser une émission de signaux optiques et d'éliminer l'effet de polarisation. [0065] Dans le présent exemple, on va décrire les caractéristiques de l'onde lumineuse générée par la diffusion Rayleigh reçue par le système à tout moment basé sur un modèle de réponse impulsionnelle unidimensionnelle de la lumière de diffusion Rayleigh vers l'arrière. Une fibre de longueur L est divisée en N unités de diffusion, avec Al = L / N est la longueur de l'unité de diffusion, en supposant que chaque unité de diffusion soit toute indépendante, t0=2nfAl/c est défini comme la durée de diffusion unitaire. La lumière entrant dans la fibre optique de détection 30 est une lumière pulsée de conversion de fréquence interne à haute cohérence, qui est conçue par nous et est composée en continu de k lumières pulsées ultra-courtes à fréquences fk augmentant de manière linéaire, dont l'intervalle de deux fréquences est égal à une valeur fixe la largeur d'impulsion de chaque fréquence est de ro et la largeur totale d'impulsion est de k*ro. Par conséquence, ladite lumière pulsée de conversion de fréquence interne à haute cohérence est incidente sur la fibre optique de détection 30 à partir de 1 = 0, et l'amplitude du signal de diffusion Rayleigh vers l'arrière obtenu à l'entrée de la fibre optique de détection 30 peut être exprimée comme suit : [0066] 17 t, R =in =1 1aflexp Li 2 n- f k(1- - -r )11° e c t(t e c 1-(t &Jr I') (1) [0067] Dans la formule (1), am est l'amplitude de diffusion Rayleigh vers l'arrière au point de diffusion m de la fibre optique, tm est le retard temporel au point de diffusion m de la fibre optique, et la relation entre TM et longueur de fibre optique lm de l'entrée au point de diffusion m est exprimée comme suit : [0068] 2 nI177 212 fA (2) T rn - ni c - m 0 [0069] Dans la formule (2), c est la vitesse de la lumière sous vide, ni est l'indice de ré- fraction de la fibre optique, et lorsque 0 REVENDICATIONSUn dispositif laser dc balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz, caractérisé en ce que, ledit dispositif laser comprend une source laser dc pompage, un premier multiplexeur à division dc longueur d'onde, un réseau de fibre optique de déphasage en cascade, un deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde, une pluralité de modulateurs électro-optiques et un contrôleur connecté à la pluralité dc modulateurs électro-optiques, dans lequel : la sortie de la source laser de pompage est connectée à la première extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde ; le réseau de fibre optique de déphasage en cascade se compose d'une pluralité de réseaux de déphasage ayant différentes longueurs d'onde de fenêtre centrale gravés sur les fibres optiques dopées, dont l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes est prédéfini à une valeur fixe, et le réseau de fibre optique de déphasage en cascade est raccordé à la deuxième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde ; la troisième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde ; la lumière laser émise par chaque canal de sortie correspondant à chaque longueur d'onde du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde est transmise respectivement à l'un des modulateurs électrooptiques ; le contrôleur est configuré pour déclencher par ordre fun des modulateurs électro-optiques en fonction de l'intervalle temporel prédéfini pendant une durée prédéfinie. Dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ledit dispositif laser comprend en outre un isolateur, dans lequel : une extrémité de l'isolateur est connectée à la troisième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde et l'autre extrémité est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde. Dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ledit dispositif laser comprend en outre un amplificateur de signal, dans lequel : 21 [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] une extrémité de l'amplificateur de signal est connectée à la troisième extrémité du premier multiplexeur à division de longueur d'onde et l'autre extrémité est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde. Dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon la revendication 1, caractérisé en cc que, ledit réseau de fibre optique de déphasage en cascade se compose de N sous-fibres optiques dopées en parallèle, avec N>2, dans lequel : ladite fibre optique dopée du sous-réseau de fibre optique de déphasage en cascade est gravée d'une pluralité de réseaux de déphasage ayant différentes longueurs d'onde de fenêtre centrale, dont l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes est prédéfini à la première valeur fixe ; la première valeur fixe prédéfinie est N fois l'intervalle de longueur d'onde de sortie du réseau de fibre optique de déphasage en cascade. Dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, ladite source laser de pompage comprend une première sous-source laser de pompage et une deuxième sous-source laser de pompage, et le premier multiplexeur à division de longueur d'onde comprend un premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde et un deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde, dans lequel ; la sortie de la première sous-source laser de pompage est connectée à la première extrémité du premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde, et la sortie de la deuxième sous-source laser de pompage est connectée à la première extrémité du deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde ; ledit réseau de fibre optique de déphasage en cascade est connecté respectivement à la deuxième extrémité du premier sous-multiplexeur à division de longueur d'onde et à la deuxième extrémité du deuxième sous-multiplexeur à division de longueur (l'onde; la troisième extrémité du premier ou deuxième sous-multiplexeur à division de longueur d'onde est connectée à une extrémité du deuxième multiplexeur à division de longueur d'onde. Dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, l'intervalle entre deux longueurs d'onde de fenêtre centrale adjacentes est égal ou supérieur à 0,2 nm. [Revendication 7] Un système de détection à fibres optiques distribuées, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz selon une quelconque des revendications 1 à 6. [Revendication 8] Système de détection à fibres optiques distribuées selon la revendication 7, caractérisé en ce que, ledit système comprend en outre un circulateur, une fibre optique de détection, un coupleur, un premier bras d'interférence, un deuxième bras d'interférence, un miroir rotatif Faraday et un démodulateur de phase, dans lequel : la sortie du dispositif laser de balayage d'impulsion de modulation ultra-rapide EHz est connectée à la première extrémité du circulateur, la deuxième extrémité du circulateur est connectée aux fibres optiques de détection, et la troisième extrémité du circulateur est connectée à la première extrémité du coupleur ; la deuxième extrémité du coupleur est connectée respectivement à une extrémité du premier bras d'interférence et du deuxième bras d'interférence, et l'autre extrémité du premier bras d'interférence et du deuxième bras d'interférence est connectée respectivement au miroir rotatif Faraday, dont la longueur du premier bras d'interférence n'est pas égale à celle du deuxième bras d'interférence ; le démodulateur de phase est connecté à la troisième extrémité du coupleur pour démoduler un chargement de phase provoquée par un signal perturbant dans la fibre optique de détection.