研究目的
展示一种沿光纤进行纳米应变扰动位置分辨测量的技术，该技术可作为密集且超灵敏的地震传感器阵列使用，应用于地震学及其他领域。
研究成果
CP-ΦOTDR技术是一种高灵敏度、动态性强的分布式传感工具，可在长距离上实现米级分辨率。该技术在地震学、化学传感和风速测量等领域展现出应用前景，有望集成至现有光纤网络中，用于地震预警系统及其他监测用途。
研究不足
挑战包括在记录高频信号的同时追踪数月内的缓慢变化、需要消除的激光相位噪声，以及因光损耗导致的距离限制（不过拉曼放大可缓解这一问题）。若无放大手段，该技术在超远距离部署中可能面临问题。
1：实验设计与方法选择：
该方法基于啁啾脉冲相位敏感光时域反射仪（CP-ΦOTDR），利用线性啁啾探测脉冲实现扰动的线性映射。通过检测和数字化光回波，并计算连续轨迹的相关性来测量与温度或应变变化成正比的局部时间偏移。
2：样本选择与数据来源：
被测光纤（FUT）为常规光缆，针对不同应用设有特定配置（如用于化学传感的多孔光纤、用于风速测量的金属涂层光纤）。
3：实验设备与材料清单：
设备包括连续波激光源（LD）、半导体光放大器（SOA）、掺铒光纤放大器（EDFA）、带通滤波器、快速p-i-n光电探测器、数字化电子器件及处理用计算机。材料包含指定规格的光纤及涂层。
4：实验流程与操作步骤：
通过调制LD偏置电流产生脉冲，经放大和滤波后注入FUT，回波光信号经放大、滤波、检测、数字化后，采用基于GPU的实时计算处理。
5：数据分析方法：
通过计算连续功率轨迹相关性确定局部时间偏移，利用理论系数将其转换为温度或应变变化，并应用去噪技术消除激光相位噪声。
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semiconductor optical amplifier
SOA
Used to pulsate the signal with good extinction ratio.
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erbium-doped fiber amplifier
EDFA
Amplifies the optical pulses.
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band-pass filter
Eliminates amplified spontaneous emission (ASE).
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fast p-i-n photodetector
Detects the backscattered optical power.
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laser source
LD
Provides continuous wave light for pulse generation.
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