全光信號(hào)處理輔助的高空間分辨率OFDR技術(shù)研究.pdf

1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文全光信號(hào)處理輔助的高空間分辨率OFDR技術(shù)研究碩士研究生：許聃學(xué)號(hào)：1120349161導(dǎo)師：何祖源申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士專業(yè)學(xué)位學(xué)科：電子與通信工程所在單位：上海交通大學(xué)答辯日期：2015.01.07授予學(xué)位單位：上海交通大學(xué)上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文全光信號(hào)處理輔助的高空間分辨率OFDR技術(shù)研究摘要光纖傳感技術(shù)相比較于傳統(tǒng)電子傳感技術(shù)，具有無(wú)可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于從工程到醫(yī)學(xué)等多種領(lǐng)域。其中，基于分布式光纖傳

2、感技術(shù)的光頻域反射儀(OpticalFrequencyDomainReflectometryOFDR)憑借著極高的空間分辨率和極高的靈敏度被廣泛應(yīng)用于各種高端監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。OFDR系統(tǒng)的高空間分辨率要求光源的頻率掃描范圍大且線性度好，為了避免非線性掃頻的影響，可以采用光源外調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)光源掃頻。然而，由于原理本身和工藝的限制，尤其是機(jī)械、電子瓶頸和材料帶寬的限制，使得外調(diào)制方法中激光掃頻的速度、帶寬等性能的進(jìn)一步提升變得極為困難。針對(duì)這一

3、難題，本課題采用全光信號(hào)處理輔助的方法，得到了高速寬帶的激光掃頻。本文提出了使用馬赫增德爾電光調(diào)制器調(diào)制出的高階邊帶光作為具有掃頻特性的光載波導(dǎo)入OFDR系統(tǒng)的方案。相對(duì)傳統(tǒng)OFDR系統(tǒng)使用第一階調(diào)制邊帶進(jìn)行掃頻，第N階邊帶將具有N倍的掃頻范圍。在此基礎(chǔ)上，提出了級(jí)聯(lián)四波混頻方案，基于光纖非線性效應(yīng)構(gòu)建出了具有更寬掃頻范圍的光源系統(tǒng)。根據(jù)理論分析，搭建了OFDR實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行方案驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)過程中，由于掃頻邊帶功率太低，為了獲得有效的測(cè)量結(jié)