基于正交偏振控制的布里渊光时域分析长距离分布式光纤传感器

对于普通单模光纤的布里渊散射光,其频移是温度或应变的函数,因此通过检测光纤散射光信号的布里渊频移率,即可得到沿光纤一维分布的温度或应变。布里渊光时域分析(BOTDA)仪适合于长距离分布式传感,但存在受激布里渊散射信号的偏振相关性问题,会造成探测信号随偏振状态的随机波动,因此难以得到稳定的布里渊光频移信息。采用正交偏振控制对参与受激布里渊散射的激励和探测光信号进行偏振处理,抑制了受激布里渊散射的偏振相关性,通过检测探测光信号得到了布里渊散射光频移。最后实现了25 km普通单模光纤的分布式传感,在5 m空间分辨率下分别达到2℃的温度分辨率和30με应变分辨率。

结合布里渊光时域分析和光时域反射计的分布式光纤传感器

对于普通单模光纤的布里渊散射光,其频移是温度或应变的函数,因此通过检测布里渊频移可得到沿光纤分布的温度或应变。但布里渊散射分布式光纤传感器有光时域分析和光时域反射计两种结构,两者具有不同的性能特点和使用场合,在实际传感应用中需要加以选择,用以实现有效的长距离光纤传感。如何在一个系统中融合这两种分布式光纤传感技术,其关键是产生传感所需的频移参考光或探测光。采用光纤激光器作为单一光源,基于微波电光调制产生频移参考光或探测光,并应用正交偏振控制来抑制偏振相关信号衰弱。在同一系统中实现了25 km普通单模光纤的布里渊光时域分析和光反射计,在5 m空间分辨率下达到3℃的温度分辨率。

50km长距离布里渊光时域分析分布式光纤传感器

普通单模光纤的布里渊散射光,其频移是温度或应变的函数,因此通过检测布里渊频移可得到沿光纤分布的温度或应变。长距离布里渊散射分布式光纤传感器有光时域分析和光时域反射计两种结构,虽然布里渊光时域反射计具有单端光信号处理的优点,但其传感长度受限于微弱的自发布里渊散射。而布里渊光时域分析采用的是较强的受激布里渊散射,更具有长距离传感能力。实现布里渊光时域分析的一个关键是产生传感所需的频移探测光。采用线宽小于1 MHz的光纤激光器作为单一光源,基于微波电光调制产生频移探测光,并采用正交偏振控制来抑制偏振相关信号衰弱。实现了50 km普通单模光纤的布里渊光时域分析,在10 m空间分辨率下达到约2℃的温度分辨率。