基于自发布里渊散射双路分布式光纤传感器设计与实现

光纤分布式声波传感技术 刘德中通信学院2013010917006 内容摘要 声波属于物质波,其实质是质点振动、应力、压力等在弹性介质中的多样表现形式。在 声学的研究领域中,声波的产生机制、传播形式以及检测方法是会共同涉及的内容。目前的 声波检测技术就是利用声波信号在弹性介质内的传播变化实现对检测目标的测探、准确识别、 定位等。 在光纤传感领域,当前的一个研究热点就是光纤声波检测,它可以用作水听器,应用于海 洋、陆地石油、天然气勘探输油管道实时检测预警系统;也可用作光纤麦克风,用光纤光栅制 成的声波传感探头基元以光纤光栅的中心波长调制来获得传感信息的,它具有灵敏度高、抗 干扰能力强、全光纤的特点,同时还具有能够实现波分复用、检测探头的微型化等特点。 关键词：声波检测光纤传感技术分布式震动传感布里渊散射 一、技术原理 （一）基于光纤光栅的传感器 基于光纤

分布式光纤传感器PPT课件

分布式光纤传感器简介-

分布式光纤传感器简介 (2)

收稿日期:2007—12—19 作者简介:惠战强(1978—)男,陕西渭南人,硕士,助教,从事信息光学、光纤通信领域教学及研究。e-mail:zqhui@opt.ac.cn 分布式光纤传感器的原理及发展 惠战强 (西安邮电学院电信系,陕西西安710061) 摘　要:从光时域反射仪(otdr)的原理入手,介绍了分布式光纤传感器的当前进展及发展趋势,主要 包括基于瑞丽后向散射的传感器,基于布里渊散射的分布式光纤传感器,基于拉曼后向散射的温度传感 器,以及偏振模耦合分布式光纤传感器。对其特点及存在的问题进行了比较,并指出了未来发展方向。 关键词:分布式光纤传感器;光时域反射仪;布里渊散射;瑞利散射;偏振模耦合 中图分类号:tp212.14　文献标识码:a　文章编号:1008-3871(2008)02

**资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.***

基于光时域反射技术(otdr)的原理,建立了拉曼散射分布式光纤多点温度测量系统,提出了一种新型的解调方法,即循环解调方法,用最近已知otdr温度曲线解调下一个待测点otdr温度曲线。通过实验验证了理论分析的正确性,该系统能够抑制温漂噪声的积累,防止瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,其空间分辨力小于3m,温度分辨力约为±3℃,时间分辨力不大于3min。

精选范本,供参考！ 光纤中的散射光 当光（电磁）波射入介质时，若介质中存在某些不均匀性（如电场、相位、 粒子数密度n、声速v等）使光（电磁）波的传播发生变化，有一部分能量偏离 预定的传播方向而向空间中其他任意方向弥散开来，这就是光散射。光的散射现 象的表现形式是多种多样的，从不同的角度出发，可有不同的分类，但从产物的 物理机制来看，可以分为两大类： 第一类是非纯净介质中的光散射，该散射现象不是介质本身所固有的，而强 烈地依赖于掺杂进来的散射中心的性质或介质本身的纯净度。其规律主要表现 为：散射光的频率与入射光的频率相同；散射光的强度与入射波长成一定关系。 第二类是纯净介质中的散射，即使所考虑的介质是由成分相同的纯物质组 成，其中不含有外来掺杂的质点、颗粒或结构缺陷等，仍然有可能产生光的散射 现象，这些散射现象是介质本身所固有的，与介质本身的纯净度没有本质上的关

基于OTDR的分布式光纤传感器原理及其应用

介绍了两类先进的分布式光纤传感器技术,即光纤光栅(fbg)和布里渊光时域反射计(botdr);分别在t型rc简支梁和连续配筋混凝土路面(crcp)中布置了fbg和botdr分布式光纤传感系统,对简支梁混凝土动、静应变以及路面板中连续钢筋和混凝土应变进行了实时监测。研究结果表明,fbg和botdr在桥梁和路面等一些土木工程结构的健康监测中具有重要的应用前景。

分布式光纤传感器简介(20201028120616)

分布式光纤传感器的现状及发展趋势

为了研究单模光纤对城域网和接入网以及ftth的容量与性能的提升,使用大功率、窄线宽的高性能光纤激光器作为系统光源,分别测量了3种光纤到户用单模光纤的受激布里渊散射(sbs)阈值。从理论上分析了光纤sbs阈值估算公式及影响阈值的因素,理论估算值与实验测量值吻合很好。实验发现的一种g,652d光纤具有高达12mw的sbs阈值,对此进行了分析。

提出了一种利用布里渊光纤环形腔移频技术实现分布式光纤布里渊传感的方法.该方法基于布里渊光时域分析法原理,将一束单纵模运转激光器输出的激光分为两束;一束光入射布里渊光纤环形腔中产生窄线宽的受激布里渊散射光作为斯托克斯光,另一束光经过低频相位调制后作为泵浦光;斯托克斯光和泵浦光分别相向入射进入传感光纤,通过测量布里渊谱得到光纤温度或应变.利用该方法可将十几ghz的微波频率转化为兆赫信号频率进行探测处理,仅需一台激光器,因此系统结构简单、成本低,还可减小激光器频率波动对测量准确度的影响.实验验证了该方法的可行性.

受激布里渊散射是光纤一种非常重要的非线性效应,不同光纤的受激布里渊散射阈值不同。在光纤通信系统和光纤分布式布里渊传感系统中,受激布里渊散射阈值的研究非常必要。设计并搭建受激布里渊散射阈值测量系统,实验测量了普通通信光纤(g.652)、大有效面积的非零色散位移光纤(g.655)在常温时的受激布里渊散射阈值。通过阈值测量可知,g.655光纤阈值明显大于g.652光纤,所以无论对于光纤通信系统,还是自发布里渊传感系统,都应优选g.655光纤。

光纤传感器 摘要：光纤传感器是光纤传感器是近几年来出现的集光学、电子学为一体的新型传感器。本 文主要介绍了光纤传感器的结构、原理、性能、特点、种类以及其在现实生活中的应用。 关键字：传感器传感技术光纤传感器光纤应用 前言 自从光纤传感这一概念首次提出至今，20多年已经过去了。在这期间，包 括光纤和有关器件在内的光纤基本结构有了飞速发展，已从非常简单的玻璃纤维 光波导束发展到了现在的种类繁多、设计精致、性能可靠、价格便宜的光纤器件。 这些发展进而又激励了人们格光纤作为敏感介质研究的兴趣，而由光纤敏感介质 组成的各种器件和子系统又扩展了光在传感器中的各种概念，丰富了光纤的研究 内容。 近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。 在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优 异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细

光纤传感器 (2)

针对海底动力电缆出现故障而寻找电缆监测的技术与方法,分析渤海湾不稳定海域的海底动力电缆多次出现短路和断路故障的原因与机理,提出基于布里渊散射原理的分布式光纤传感技术监测电缆所受外力变化和监测电缆内部温度变化的方案和方法,进行三相高压电缆截面温度场和电缆外部受力变形的数值模拟分析,通过室内模拟实验和海堤沉降段电缆敷设后的光纤传感监测数据及水准仪观测监测数据对比分析,得出光纤传感器检测数据趋势与水准仪器测量结果吻合。模拟和现场测试结果表明,基于光纤布里渊散射原理的分布式光纤传感技术可有效实现海底动力电缆的温度和变形监测。

光纤传感技术的应用推动通信技术的飞速发展,在众多产业有重要的地位。本文将对光纤温度传感器的原理及优势进行分析,并综述其发展和运用情况,最后具体分析分布式光纤温度传感器的设计,望能够优化传感器,使光纤温度传感器在不同领域发挥更加突出的作用。

分布式光纤传感原理

针对多芯光纤完善了描述抽运光、信号光和stokes信号的速率方程组.考虑了温差对受激布里渊散射的影响,利用有限元法求解温度分布方程组,分析了前向和后向抽运方式、对流系数、stokes初始功率、光纤掺杂粒子密度和光纤长度对受激布里渊散射增益的影响.研究表明:后向抽运方式在抑制受激布里渊散射方面具有明显优势;减小对流系数有助于抑制受激布里渊散射;提高光纤掺杂密度能够加强抑制受激布里渊散射,同时也有助于提高光纤放大器的斜率效率.比较了在相同最佳光纤长度条件下,单芯和19芯光纤放大器的最高工作温度和受激布里渊散射增益.在受激布里渊散射增益小于阈值的前提下,19芯光纤放大器比单芯光纤放大器具有较低的最高工作温度,为进一步提升输出功率提供了更大空间.

报道了一台适用于分布式光纤传感的全光纤激光器。激光器基于主振荡功率放大(mopa)技术,种子光源为半导体激光器,放大器为掺铒光纤放大器。实现了重复频率和脉冲宽度分别独立可调的激光输出,中心波长为1550nm,光谱的3db带宽小于0.2nm,获得的最高峰值功率为1.1kw,输出的激光脉冲中放大自发辐射(ase)功率分数的最大值低于10%。