高性能布里淵光時域分析分布式傳感的研究.pdf

1、分布式光纖傳感器(Distributed Optical-fiber Sensor，DOFS)除了具有一般光纖傳感器抗電磁干擾、耐腐蝕以及電絕緣性好等優(yōu)點，還能在沿光纖路徑上得到被測量場在時間和空間上的連續(xù)分布信息?；诤笙蛏⑸涞姆植际焦饫w傳感技術中包括基于瑞利散射的傳感技術、基于拉曼效應的傳感技術、基于布里淵效應的傳感技術等。這些傳感機理中布里淵分布式光纖傳感可以實現(xiàn)對溫度和應變的測量。其中，布里淵光時域分析儀利用了其受激布里淵散射信

2、號較強的特點，在一定程度上克服了拉曼散射傳感和布里淵光時域反射計信號微弱很難檢測的缺點，成為當前分布式光纖傳感的一種重要應用和研究熱點。
　　 在布里淵光時域分析儀中，需要檢測由脈沖激勵光和直流探測光的非線性作用產(chǎn)生的受激布里淵散射信號。根據(jù)激勵光和探測光采用的不同頻差，可分為激勵光頻率高于探測光的增益型和激勵光頻率低于探測光的衰減型。由于受激布里淵散射作用引起的功率損失影響，增益型BOTDA的傳感距離和信噪比受到一定限制。本課

3、題對于衰減型布里淵光時域分析方式，進行了和增益型衰減型傳感模式的性能分析比較。首先從原理的角度詳細分析了增益型/衰減型BOTDA的傳感機制及其性能，指出了衰減型BOTDA的優(yōu)勢；再基于MATLAB和Optsim軟件模擬仿真和實驗，對衰減型BOTDA的性能優(yōu)勢進行驗證。研究表明衰減型BOTDA具有更好的傳感距離和檢測精度，在同樣傳感距離下衰減型的最差檢測信噪比比增益型大10dB以上，因此更適合于長距離分布式光纖傳感器。本文最后針對分布式光