1.一种基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述ФOTDR包括信号发生器(1)、单频可调谐激光器(2)、脉冲发生器(3)、光放大器(4)、窄带滤波器(5)、环形器(6)、传感光纤(7)、光电探测器(8)、信号采集与处理系统(9);所述信号发生器(1)的输出端口(11)连接到所述单频可调谐激光器(2)的调制端口(21),所述单频可调谐激光器(2)的输出端口(22)连接到所述脉冲发生器(3)的输入端口(31),所述脉冲发生器(3)的输出端口(32)连接到所述光放大器(4)的输入端口(41),所述光放大器(4)的输出端口(42)连接到所述窄带滤波器(5)的输入端口(51),所述窄带滤波器(5)的输出端口(52)连接到所述环形器(6)的输入端口(61),所述环形器(6)的第一输出端口(62)连接到所述传感光纤(7)的输入端口(71),所述环形器(6)的第二输出端口(63)连接到所述光电探测器(8)的输入端口(81),所述光电探测器(8)的输出端口(82)连接到所述信号采集与处理系统(9)的输入端口(91);所述信号发生器(1)对所述单频可调谐激光器(2)施加正弦谐波光频调制信号使之变成调频激光;所述调频激光经所述脉冲发生器(3)变成脉冲光;所述脉冲光经光放大器(4)放大后输入窄带滤波器(5)滤除自发辐射噪声,然后经环形器(6)输入传感光纤(7),传感光纤(7)的反射光经环形器(6)返回端口输入光电探测器(8)进行探测,探测信号输入数据采集与处理系统(9)进行处理。
2.根据权利要求1所述基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述信号发生器(1)施加给单频可调谐激光器(2)的调制信号频率低于输入光脉冲重复频率。
3.根据权利要求1所述基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述信号发生器(1)施加给单频可调谐激光器(2)的调制信号的幅度应足够大,这样产生光频调制的幅度可以有效引起传感光纤(7)各个位置处瑞利散射信号的强度调制。
4.根据权利要求1所述基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述脉冲发生器(3)为声光调制器、电光强度调制器或半导体光放大器。
5.根据权利要求1所述基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述光放大器(4)为掺铒光纤放大器、拉曼放大器或其它具有光放大功能的光放大器。
6.根据权利要求1所述基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述窄带滤波器(5)中心波长与单频可调谐激光器(2)波长一致。
7.根据权利要求1所述基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述传感光纤(7)为单模光纤或多模光纤。
8.根据权利要求1所述基于光频调制与直接探测的ФOTDR,其特征在于:所述数据采集与处理系统(9)包括数据采集卡与计算机,其中:数据采集卡对输入的电信号进行采样后输入计算机,计算机进行分析得到外界信号的频率信息。
9.一种基于权利要求1至8任一项 所述ФOTDR的传感方法,其特征在于,该方法的实现步骤如下:第一步,所述信号发生器(1)对所述单频可调谐激光器(2)施加正弦谐波光频调制信号使之变成调频激光;第二步,所述调频激光经所述脉冲发生器(3)变成周期性脉冲光;第三步,所述脉冲光经光放大器(4)放大;第四步,所述光放大器(4)的输出光输入窄带滤波器(5)滤除自发辐射噪声;第五步,所述窄带滤波器(5)输出光经环形器(6)输入传感光纤(7);第六步,传感光纤(7)瑞利散射信号经环形器(6)第二输出端口(63)输入光电探测器(8);第七步,所述光电探测器(8)输出信号输入数据采集与处理系统(9)进行处理,通过对传感光纤(7)中各个位置的瑞利散射信号进行傅里叶变换得到外界信号的频率信息,从而实现外界信号的传感。