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抑制衰落噪声和亚米空间分辨率的高保真分布式光纤声传感器

发布:laserline    |    2018-07-12 23:10    阅读:810
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《Optics Express》近日刊登了来自上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室刘庆文研究组的利用光强度调制器实现的时间门控数字光时域反射仪(TGD-OFDR)的文章,其最终目的是为了解决分布式光纤声传感器的衰落问题,实现亚米级的空间分辨率。

图1 实验方案

衰落是相位敏感型光时域反射仪最为致命的问题,它包括偏振衰落和干涉衰落,这些都会导致瑞利后向散射的强度沿着光纤方向剧烈变化。在后向瑞利散射及其微弱的位置,其相位主要受衰落噪声控制,此时此位置光纤就失去传感功能。实验方案如图1所示,通过对线性频率脉冲调制的信号和本振光的混频后解调,得到图2所示的结果。当偏振衰落被抑制时,瑞利后向散射的强度波动会比较平稳,其还原后的相位底噪也比较低。实验中,当衰落被抑制时分布式光纤声传感器的空间分辨率为0.8m,在总的9.8km的光纤上的应变分辨率是245.6 pε/√Hz,振动响应带宽是5kHz,且仅受限于光纤长度。

图2 (a)衰落(红色线)和衰落抑制(蓝色线)后的归一化强度波动 (b)安静区域放大后的归一化强度波动 (c)衰落(红色线)和衰落抑制(蓝色线)后的相位标准差(d)安静区域放大后的相位标准差 (e f)衰落抑制前(红色线)和衰落抑制后(蓝色线)的菲涅尔峰值

原文链接: https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-26-13-16138

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