光纤水听器远程传输中相干瑞利噪声的抑制

在使用窄线宽光源的干涉型光纤水听器远程传输系统中,瑞利散射通过多光束干涉引入了严重的相干噪声。分析了光纤远程传输产生的单次瑞利后向散射(RB)和双重瑞利散射(DRS)对干涉系统的影响,并使用隔离器对RB进行抑制。推导了DRS引入的相位噪声的模型,通过讨论DRS的调制特性,得出相位产生载波(PGC)技术在消除相位衰落的同时也可以大大抑制DRS产生相干噪声的结论。实验结果表明,在光纤水听器往返各25km的传输系统中,隔离器对RB产生的相位噪声抑制最大达20dB,PGC技术对DRS噪声的抑制最大达10dB。在同时抑制RB和DRS后,50km光纤传输系统中相干瑞利散射噪声的影响基本消除。

光纤稳相微波频率传输中相干瑞利噪声的影响与抑制

利用光纤进行相位稳定的微波频率参考的远距离分配,在深空科学研究、基础物理测量以及多基地雷达技术方面有着广泛的应用需求。研究了基于往返相位校正的光纤稳相传输理论,建立了稳相传输的理论模型,搭建了基于光电延迟锁相环的光纤稳相传输实验系统,理论分析并实验研究了相干瑞利散射噪声对系统传输相位稳定性的影响。研究发现相干瑞利散射噪声不仅直接造成远端信号信噪比恶化,并且通过锁相环路转化为系统残余相位噪声,进一步恶化远端信号的稳定性,成为影响稳相传输系统性能的主要因素。针对该问题,提出了双波长的稳相传输技术,有效地克服了相干瑞利散射噪声的影响,实现了10GHz微波频率参考、100km光纤稳相分发,传输至远端的相位均方根抖动(RMS-jitter)低于730fs。

COTDR系统中干涉衰落影响的研究

相干光时域反射仪(COTDR)测量曲线的振幅变化受相干瑞利噪声影响较大,严重时导致系统发生误报并降低系统性能。主要探索了系统中相干瑞利噪声的产生机理及其影响因素,给出了各个因素与瑞利散射系数之间的定量关系,并仿真分析了光纤折射率、系统空间分辨率和光源频率的变化对干涉衰落波形的具体影响;从改变光源频率的角度总结分析了近年来降低COTDR系统中干涉衰落的主要方法及其局限性,并对COTDR系统在长距离光通信链路和地铁隧道监测等方面的应用进行了介绍。