毫米级高分辨率的混沌激光分布式光纤测温技术

近年来,随着分布式光纤传感技术在各大基础设施健康监测领域的广泛应用,人们对能够实现毫米量级精准定位和监测技术的需求日益增长.本文提出了一种基于宽线宽混沌激光的高分辨率分布式光纤测温技术.实验通过改变光反馈混沌源的偏振匹配态和反馈强度等外部参数,产生了–3 dB线宽约为7.5 GHz的宽线宽混沌激光,并在300 m传感光纤实现了空间分辨率为7.05 mm的分布式温度测量.同时,为了抑制光源线宽增加造成的布里渊增益谱恶化,在泵浦路中引入了时间门控技术,其中经脉冲调制后的泵浦光峰值功率提高了约9.5 dB,同时脉冲调制使混沌互相关锁定于脉冲持续时间内,从而布里渊增益谱的信号背景噪声比由约2.28 dB提升为4.55 dB,最终实现了空间分辨率为3.12 mm的分布式温度测量.

光电振荡器产生宽带混沌光的时延特征分析

理论分析与数值研究了光电振荡器输出的混沌激光特性,基于自相关分析方法,详细研究了光电振荡器的直流偏置相移和反馈强度等工作参数对输出信号时延信息的影响.数值研究表明:增加反馈强度可以使时延信息变得更加微弱甚至消除;相同条件下,直流偏置相移对应的工作点越接近马赫-曾德尔调制器传输特性曲线的极值点,时延信息越弱;直流偏置相移为0时可以有效地抑制时延信息.研究还发现,当直流偏置相移和反馈调制产生的相移变化π/2时,自相关曲线上对应于延迟时间处的相关系数符号发生变化.