1.一种时频域多模式工作的光纤振动传感设备,其特征在于,包括:时频域调制控制模块和与时频域调制控制模块连接的第一保偏窄线宽激光器λ1和第二保偏窄线宽激光器λ2;还包括第一保偏窄线宽激光器λ1依次连接的第一1×2保偏光纤耦合器A1、第二1×2保偏光纤耦合器A2、第一声光开关AOM-1、第一掺铒光纤放大器EDFA-1、第一波分复用器WDM-1、光纤环形器CIR、第二波分复用器WDM-2、第一偏振分集相干检测模块PDI-1、信号处理组件,其中,光纤环形器CIR连接待测传感光缆,第一偏振分集相干检测模块PDI-1与第二1×2保偏光纤耦合器A2连接,第一声光开关AOM-1还与时频域调制控制模块连接,所述信号处理组件包括数据采集卡及计算机,数据采集卡用于将光电探测器输出的模拟信号放大并转换成数字信号,并传递给计算机进行解调运算;还包括第二保偏窄线宽激光器λ2依次连接的第三1×2保偏光纤耦合器B1、第四1×2保偏光纤耦合器B2、第二声光开关AOM-2、第二掺铒光纤放大器EDFA-2,其中,第二掺铒光纤放大器EDFA-2与第一波分复用器WDM-1、第二偏振分集相干检测模块PDI-2依次连接,第二偏振分集相干检测模块PDI-2与第四1×2保偏光纤耦合器B2连接,第二声光开关AOM-2也与时频域调制控制模块连接;还包括与第一保偏窄线宽激光器λ1及时频域调制控制模块均连接的第一副干涉仪OFI-1;还包括与第二保偏窄线宽激光器λ2及时频域调制控制模块均连接的第二副干涉仪OFI-2;所述第一副干涉仪OFI-1及第二副干涉仪OFI-2均为光纤干涉仪,第一副干涉仪OFI-1及第二副干涉仪OFI-2分别用于监控和测量第一保偏窄线宽激光器λ1、第二保偏窄线宽激光器λ2的调频线性度或者激光中心频率漂移;所述第二1×2保偏光纤耦合器A2、第一波分复用器WDM-1公共端和对应的第一保偏窄线宽激光器λ1输入端、光纤环形器CIR、第二波分复用器WDM-2公共端和对应的第一保偏窄线宽激光器λ1输出端和第一偏振分集相干检测模块PDI-1共同组成第一主光纤干涉仪OFI-3;所述第四1×2保偏光纤耦合器B2、和第一波分复用器WDM-1公共端和对应的第二保偏窄线宽激光器λ2输入端、光纤环形器CIR、第二波分复用器WDM-2公共端和对应的第二保偏窄线宽激光器λ2输出端和第二偏振分集相干检测模块PDI-2共同组成第二主光纤干涉仪OFI-4。
2.根据权利要求1所述的时频域多模式工作的光纤振动传感设备,其特征在于,所述时频域调制控制模块设有信号处理芯片及与信号处理芯片连接的第一光电采样电路1、第二光电采样电路2、第一数字合成任意波形产生电路DDS-1和第二数字合成任意波形产生电路DDS-2,信号处理芯片输出两路TTL电平脉冲控制信号,其中,第一光电采样电路1与第一副干涉仪OFI-1的输出端相连,第二光电采样电路2与第二副干涉仪OFI-2的输出端相连,第一数字合成任意波形产生电路DDS-1与第一保偏窄线宽激光器λ1相连,第二数字合成任意波形产生电路DDS-2与第二保偏窄线宽激光器λ2相连,时频域调制控制模块与第一保偏窄线宽激光器λ1、第一副干涉仪OFI-1形成一个独立的闭环反馈控制系统,时频域调制控制模块的信号处理芯片控制第一数字合成任意波形产生电路DDS-1输出三角波调频信号,驱动第一保偏窄线宽激光器λ1进行三角波调频,第一保偏窄线宽激光器λ1经第一1×2保偏光纤耦合器A1连接第一副干涉仪OFI-1,第一副干涉仪OFI-1输出检测信号到第一光电采样电路1,由信号处理芯片解调分析第一保偏窄线宽激光器λ1的调频线性度、并反馈控制第一数字合成任意波形产生电路DDS-1对三角波调频信号进行校正,从而完成三角波线性调频负反馈控制;时频域调制控制模块与第二保偏窄线宽激光器λ2、第二副干涉仪OFI-2形成另一个独立的闭环反馈控制系统,时频域调制控制模块的信号处理芯片控制第二数字合成任意波形产生电路DDS-2输出三角波调频信号,驱动第二保偏窄线宽激光器λ2进行三角波调频,第二保偏窄线宽激光器λ2经第三1×2保偏光纤耦合器B1连接第二副干涉仪OFI-2,第二副干涉仪OFI-2输出检测信号到第二光电采样电路2,由信号处理芯片解调分析第二保偏窄线宽激光器λ2的调频线性度,并反馈控制第二数字合成任意波形产生电路DDS-2对三角波调频信号进行校正,从而完成三角波线性调频负反馈控制;时频域调制控制模块也控制第一保偏窄线宽激光器λ1和/或第二保偏窄线宽激光器λ2工作在稳频模式下,时频域调制控制模块输出第一路TTL脉冲控制信号控制第一声光开关AOM-1调制第一保偏窄线宽激光器λ1输出的激光直接连续透射输出或形成脉冲激光输出,时频域调制控制模块输出第二路TTL脉冲控制信号控制第二声光开关AOM-2调制第二保偏窄线宽激光器λ2输出的激光直接连续透射输出或形成脉冲激光输出。
3.根据权利要求1所述的时频域多模式工作的光纤振动传感设备,其特征在于,所述第一保偏窄线宽激光器λ1和第二保偏窄线宽激光器λ2的工作波长至少相差0.8nm、频率间隔大于100GHz,第一保偏窄线宽激光器λ1和第二保偏窄线宽激光器λ2的输出激光偏振态均为线偏振、尾纤均为保偏光纤。
4.根据权利要求1所述的时频域多模式工作的光纤振动传感设备,其特征在于,所述第一波分复用器WDM-1和第二波分复用器WDM-2均设有公共端、透射端和反射端三个光纤端口,其中,透射端波长与第一保偏窄线宽激光器λ1的波长一致、反射端用于连接第二保偏窄线宽激光器λ2的光信号;或透射端波长与第二保偏窄线宽激光器λ2的波长一致、反射端用于连接第一保偏窄线宽激光器λ1的光信号。
5.根据权利要求1所述的时频域多模式工作的光纤振动传感设备,其特征在于,所述第一偏振分集检测模块PDI-1和第二偏振分集检测模块PDI-2均设有分光比为50:50的1×2保偏光纤耦合器、偏振分束器、两个分光比为50:50的2×2保偏光纤耦合器、两个平衡光电探测器构成,其中,第一偏振分集检测模块PDI-1的部件连接方式为:本振光接入第五1×2保偏光纤耦合器A3输入端,第五1×2保偏光纤耦合器A3的输出端口1连接第一2×2保偏光纤耦合器A4的输入端口1、第五1×2保偏光纤耦合器A3的输出端口2连接第二2×2保偏光纤耦合器A5的输入端口1,待测传感光缆的波长为λ1的回波信号接入第一偏振分束器PBS-1输入端,第一偏振分束器PBS-1的输出端1连接第一2×2保偏光纤耦合器A4的输入端口2、第一偏振分束器PBS-1的输出端2连接第二2×2保偏光纤耦合器A5的输入端口2,第一2×2保偏光纤耦合器A4的输出端口1和输出端口2分别连接第一平衡光电探测器BPD-1的两个输入端,输出电信号S1接入信号处理组件,第二2×2保偏光纤耦合器A5的输出端口1和输出端口2分别连接第二平衡光电探测器BPD-2的两个输入端,输出电信号P1接入信号处理组件,将电信号S1与电信号P1相加,其和就是不受待测光纤偏振态变化影响的相干检测信号;第二偏振分集检测模块PDI-2的部件连接方式为:本振光接入第六1×2保偏光纤耦合器B3输入端,第六1×2保偏光纤耦合器B3的输出端口1连接第三2×2保偏光纤耦合器B4的输入端口1、第六1×2保偏光纤耦合器B3的输出端口2连接第四2×2保偏光纤耦合器B5的输入端口1,待测传感光缆的波长为λ2的回波信号接入第二偏振分束器PBS-2输入端,第二偏振分束器PBS-2的输出端1连接第三2×2保偏光纤耦合器B4的输入端口2、第二偏振分束器PBS-2的输出端2连接第四2×2保偏光纤耦合器B5的输入端口2;第三2×2保偏光纤耦合器B4的输出端口1和输出端口2分别连接第三平衡光电探测器BPD-3的两个输入端,输出电信号S2接入信号处理组件,第四2×2保偏光纤耦合器B5的输出端口1和输出端口2分别连接第四平衡光电探测器BPD-4的两个输入端,输出电信号P2接入信号处理组件,将电信号S2与电信号P2相加,其和就是不受待测光纤偏振态变化影响的相干检测信号。