研究目的
对一根8.8公里长的光纤进行分布式布里渊分析,空间分辨率为2厘米,处理了全部44万个潜在分辨率点,并在泵浦波输出端附近识别出一个7厘米长的热点区域。
研究成果
该实验成功展示了在8.8公里光纤上实现2厘米分辨率的分布式布里渊传感器,覆盖了全部44万个潜在分辨率测量点。该测量基于光波的双层级调制技术,其设计灵感源自分布式光纤传感器与雷达系统之间的类比关系。这一成果代表了迄今为止基于受激布里渊散射(SBS)的传感器中实际实现的最大规模分辨率测量点集,在高分辨率分布式布里渊传感技术领域取得了重大突破。
研究不足
主要缺点是沿整个光纤重建增益光谱时,需要进行大量相关峰位置扫描。由于单厘米级光纤的功率增益较弱,且需要多次重复采集取平均值,该系统在将高分辨率布里渊光时域分析(B-OTDA)和布里渊光相干域分析(B-OCDA)扩展至10万个分辨率点及以上时也面临挑战。
1:实验设计与方法选择:
该方法通过泵浦波和信号波的周期性相位调制,同步产生并分析2000多个相关峰中的布里渊相互作用。利用10000位长的非周期序列对泵浦波幅度进行雷达式编码,并在接收端进行后检测压缩,从而解析各个峰的布里渊放大信号。
2:样本选择与数据来源:
采用8.8公里长的光纤作为分布式布里渊分析样本。
3:8公里长的光纤作为分布式布里渊分析样本。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:实验装置包括激光二极管光源、电光相位调制器、任意波形发生器、单边带电光调制器、掺铒光纤放大器和光电探测器。
4:实验流程与操作步骤:
激光二极管发出的光经过相位调制后分为泵浦支路和信号支路。泵浦光经幅度调制和放大后注入光纤,信号光经延迟和偏振扰动后从光纤另一端注入,最终输出信号经检测分析。
5:数据分析方法:
通过离线数字处理将输出信号与参考序列进行互相关运算,解析各个峰的布里渊放大信号。
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laser diode source
Provides light at 1550 nm wavelength for the experiment.
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electro-optic phase modulator
Modulates the phase of the light from the laser diode.
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arbitrary waveform generator
Drives the electro-optic phase modulator and generates the periodic phase modulation sequence.
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single-sideband EO modulator
Modulates the pump wave with a radio frequency sine wave.
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EDFA
Amplifies the pump wave to an average power level of 150 mW.
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photo-detector
Detects the output signal with a bandwidth of 200 MHz.
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