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,处理全部44万个潜在分辨率点,并识别出一个7厘米长的热点区域。
研究成果
该研究报告了一项在8.8公里光纤上进行的分布式布里渊传感器实验,实现了2厘米分辨率并覆盖全部44万个潜在分辨率点。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。通过大规模数值模拟分析了系统局限性,重点揭示了所涉编码数学完美相关特性与其在受激布里渊散射中物理表征之间的本质差异。当前实验的品质因数为0.08米?1,较先前研究提升八倍,这主要得益于引入更长且优化的幅度调制序列。
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。该系统还需要较长的光纤延迟来扫描相关峰位置,实验耗时数小时。
1:实验设计与方法选择:
该方法涉及通过泵浦波和信号波的周期性相位调制,在2000多个相关峰中同步产生并分析布里渊相互作用。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。
2:样本选择与数据来源:
使用了一根8.8公里长的光纤作为样本。
3:8公里长的光纤作为样本。 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:实验步骤与操作流程:
来自激光二极管的光经过相位调制后分为泵浦和信号两路。泵浦光经幅度调制和放大后注入光纤,信号光经延迟、偏振扰动后从光纤另一端注入。输出信号被检测并分析。
5:数据分析方法:
输出信号通过离线数字处理与参考序列进行互相关分析。
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获取完整内容-
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 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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digitizing oscilloscope
Samples the detector output for analysis.
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