研究目的
提出并实验验证一种基于相位敏感光时域反射仪(Ф-OTDR)与拉曼光时域反射仪(ROTDR)混合的分布式光纤传感器(DOFS),用于同步重建传感光纤沿线的声场和温度场。
研究成果
所提出的混合系统能够沿12公里长的标准单模光纤高精度同步重建声场和温度场,为多参数传感提供了新方案,拓展了分布式光纤传感技术的潜在应用领域。
研究不足
该研究未明确提及局限性,但潜在的优化方向可能包括进一步降低温度不确定性以及扩展振动频率响应范围。
实验装置采用了一个共享同一激光器和传感光纤的混合系统。使用输出1550nm连续波的激光器作为光源。输出光波通过一个90:10光学耦合器分为两部分。主光路经声光调制器(AOM)进行脉冲调制,频率偏移为150MHz。探测脉冲设置为100ns脉宽和6kHz重复频率,并通过掺铒光纤放大器(EDFA)放大至22dBm。探测脉冲通过光环形器(OC)注入待测光纤(FUT)。后向散射信号通过波分复用器(WDM)滤波器分离为瑞利背向散射(RBS)、拉曼斯托克斯(RS)和反斯托克斯(RAS)分量。瑞利分量与参考光通过50:50耦合器合并后,由平衡探测器接收用于声场重建。拉曼斯托克斯光和反斯托克斯光分别由两个雪崩光电二极管(APD)检测。平衡光电探测器(BPD)与两个APD的输出信号由采样率为1GHz的数据采集卡(DAQ)同步记录。
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获取完整内容-
Acousto-optic modulator
AOM
Modulates the probe pulse with frequency shift of 150MHz
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Erbium-doped fibre amplifier
EDFA
Amplifies the peak power of probe pulse to 22dBm
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Optical circulator
OC
Launches the probe pulse into fibre under test (FUT)
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Wavelength division multiplexer
WDM
Separates the back scattered signal into the RBS, RS, and RAS components
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Balanced detector
BPD
Receives the Rayleigh component and the reference light for acoustic field reconstruction
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Avalanche photodiode
APD
Detects Raman Stokes and Anti-stokes lights
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Data acquisition card
DAQ
Records the outputs of the BPD and two APDs
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