分布式光纖傳感器論文：布里淵散射電光強度調制器布拉格光纖光柵分布式拉曼放大

1、分布式光纖傳感器論文：布里淵散射電光強度調制器布拉格光纖光柵分布式拉曼放大【提示】本文僅提供摘要、關鍵詞、篇名、目錄等題錄內容。為中國學術資源庫知識代理，不涉版權。作者如有疑義，請聯(lián)系版權單位或學校?！菊炕诓祭餃Y光時域反射(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry, BOTDR)的傳感器是一種分布式光纖傳感器，沿光纖可同時得到測量場在時間和空間的物理信息。然而，由于基于BOTDR的傳感器中信號信噪比較低，影響其測量的空間分辨率和溫度/應變分辨率，使得其無法滿足實際應用場合中對測量精度的要求，極大地限制了其在實際工程中的應用。因此，本文在深入研

2、究BOTDR傳感原理的基礎上，詳細分析了光纖中布里淵散射的特點，提出采用布拉格光纖光柵對參考光濾波來實現(xiàn)參考光的穩(wěn)定性，同時結合分布式拉曼放大來提高信號的信噪比，從而提高了BOTDR系統(tǒng)的測量精度和測量距離。首先，分析了基于BOTDR傳感器的國內外研究現(xiàn)狀。較為詳細地介紹了光纖中的布里淵散射基本原理，研究了布里淵頻移、功率和溫度、應變的關系以及布里淵信號相干外差檢測技術，為之后整體系統(tǒng)的設計奠定了理論基礎。其次，針對光相干外差檢測中參考光不穩(wěn)定性進行了詳細研究。通過分析鈮酸鋰電光強度調制器的工作原理及其影響因素，獲得了具有布里淵頻移的參考光。利用布拉格光纖光柵實現(xiàn)了參考光的濾波，并通過實驗驗證

3、了參考光經布拉格光纖光柵濾波后能夠長時間保持穩(wěn)定。再次，研究了拉曼放大的機理、分類、泵浦方式等相關理論，并對不同種類的拉曼放大和不同的泵浦方式進行了比較。通過實驗驗證了加入分布式拉曼放大后能夠提高BOTDR系統(tǒng)中信號的信噪比。最后，通過理論和實驗分析，設計了一套基于布拉格光纖光柵濾波和拉曼放大的BOTDR分布式溫度測量系統(tǒng)。通過實驗對其可行性進行了驗證，并完成了溫度測量實驗?！娟P鍵詞】分布式光纖傳感器；布里淵散射；電光強度調制器；布拉格光纖光柵；分布式拉曼放大；【篇名】基于相干檢測的BOTDR系統(tǒng)信噪比性能的研究【目錄】基于相干檢測的BOTDR系統(tǒng)信噪比性能的研究摘要5-6Abstract6-

4、7第1章 緒論10-191.1 課題背景及意義101.2 基于背向散射光的分布式光纖傳感技術及其特點10-121.3 基于布里淵散射 DOFS 系統(tǒng)的研究發(fā)展概況12-171.3.1 基于 BOTDR 的 DOFS12-141.3.2 基于 BOTDA 的 DOFS14-161.3.3 基于 BOFDA 的 DOFS16-171.3.4 國內研究發(fā)展概況171.4 論文結構及主要內容17-19第2章 基于布里淵散射的分布式光纖傳感器理論基礎19-372.1 光纖中的布里淵散射19-252.1.1 布里淵散射產生機理19-202.1.2 布里淵散射增益譜20-222.1.3 受激布里淵散射閾值2

5、2-252.2 布里淵頻移的溫度和應變特性分析25-282.3 布里淵光功率的溫度和應變特性分析28-312.4 BOTDR 系統(tǒng)中的 SBS 效應31-322.5 布里淵信號的相干外差檢測技術32-362.5.1 光外差檢測原理32-332.5.2 光外差檢測特性33-362.6 本章小結36-37第3章 基于布拉格光纖光柵的 BOTDR 傳感系統(tǒng)參考光穩(wěn)定性的研究37-533.1 FBG 的濾波原理373.2 鈮酸鋰電光強度調制器37-463.2.1 微波調制頻率與 EOIM 各階光波輸出光功率的關系40-413.2.2 直流偏置電壓與 EOIM 各階光波輸出光功率的關系41-423.2.

6、3 調制深度與 EOIM 各階光波輸出光功率的關系42-433.2.4 EOIM 產生具有 Brillouin 頻移的參考光43-463.3 經 FBG 濾波后參考光穩(wěn)定性的研究46-523.4 本章小結52-53第4章 自發(fā)布里淵散射光的分布式拉曼放大研究53-604.1 拉曼放大原理53-554.2 拉曼放大泵浦方式55-564.3 拉曼放大對光纖的要求56-574.4 自發(fā)布里淵散射光的分布式拉曼放大57-584.5 本章小結58-60第5章 基于拉曼放大 BOTDR 系統(tǒng)的實驗及結果分析60-815.1 BOTDR 系統(tǒng)的整體設計60-625.2 BOTDR 系統(tǒng)中的子系統(tǒng)62-665.2.1 光發(fā)射子系統(tǒng)625.2.2 脈沖光路子系統(tǒng)62-635.2.3 光放大器子系統(tǒng)63-645.2.4 偏振控制子系統(tǒng)64-655.2.5 Brillouin 信號采集與處理子系統(tǒng)65-665.3 BOTDR 傳感系統(tǒng)的性能參數(shù)66-695.3.1 空間分辨率665.3.2 信噪比66-685.3.3 溫度和應變分辨率68-695.4 傳感光纖的溫度測量69-805.4.1 傳感光纖 Brillouin 頻移的測量69-715.4.2