1、基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)研究;2、二維OCDMA系統(tǒng)的地址碼及多用戶檢測技術(shù)研究.pdf

1、本文分兩部分，第一部分研究了基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)。作為光纖傳感的最重要分支之一，分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感有著具大的市場潛力，引起了人們的廣泛關(guān)注。本文將對分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感的最重要分支之一，基于布里淵散射的分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感系統(tǒng)進行研究。 對基于布里淵散射的分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感技術(shù)原理進行了闡述。布里淵光纖傳感的內(nèi)在原因是聲子速率和光纖折射率與溫度和應(yīng)力有關(guān)，這使得布里淵散射光信號功率和頻移與溫度和

2、應(yīng)力有關(guān)，根據(jù)這兩個參量的變化，就可檢測出溫度和應(yīng)力。再結(jié)合光時域反射技術(shù)，就可對空間進行定位。 在外差檢測中，為了使參考光和信號光的頻率差保持穩(wěn)定，通常有兩種技術(shù)，一是采用激光器頻差鎖定技術(shù)。為了實現(xiàn)1MHz的布里淵頻移測量精度，必須使參考光和信號光的頻率差的穩(wěn)定性小于1MHz。采用電域延遲自相關(guān)技術(shù)，提出了一種新的頻差鎖定系統(tǒng)。另一方案是用單光源來產(chǎn)生信號光和參考光。通信中常用光纖的布里淵頻移典型值是11GHz，采用單光源時

3、，如果不采用其它措施，混頻信號的頻率為11GHz，意味著要采用帶寬為11GHz的光接收機，這不僅極大地增加了系統(tǒng)的要求，同時也會降低系統(tǒng)的性能。為了降低對接收機帶寬的要求，可以采用移頻技術(shù)。 對多種光纖傳感系統(tǒng)的性能進行了分析，并提出了邊緣檢測布里淵頻移的方案。在已有的布里淵頻移檢測中，均是通過測量最大信號處的頻率來獲取布里淵頻移，最大信號處的信號變化對頻移的變化并不靈敏，為了提高信號對頻移的靈敏度，可以采用邊緣檢測技術(shù)。理論分

4、析顯示，與峰值檢測相比，邊緣檢測可以提高布里淵頻移的測量精度。 在布里淵光時域分析技術(shù)(BOTDA)中，一般是以處在均勻環(huán)境下光纖中的布里淵光信號作為參考，通過測量傳感光纖中的布里淵光信號與參考光纖中的布里淵光信號的比值變化(歸一化布里淵信號變化量)來獲取溫度和應(yīng)力。通過對BOTDA系統(tǒng)進行分析后發(fā)現(xiàn)，光纖中的缺陷不僅會引起自身所在區(qū)域位置上光強的變化，同時也會引起缺陷后面區(qū)域位置上光強的變化，因此，缺陷會破壞其后面位置上相對功

5、率變化量與溫度、應(yīng)力變化量之間的線性關(guān)系，給實際檢測帶來很大的困難。辦法之一是根據(jù)歸一化布里淵信號變化量分布曲線中的上升沿來確定相對變化量，辦法之二是用參考光纖所處的環(huán)境來擬合傳感光纖所處的環(huán)境。通過連續(xù)改變參考光纖所處的環(huán)境，使相對變化量為1，此時，傳感光纖所處的環(huán)境就和參考光纖一致，因此可以確定傳感光纖所處的溫度和應(yīng)力。進一步對BOTDA系統(tǒng)分析后發(fā)現(xiàn)，這種影響與連續(xù)光的光功率有關(guān)，連續(xù)光功率越小，這種影響越小，當連續(xù)光功率與噪聲功

6、率相當時，這種影響可以忽略不計。 第二部分研究了二維OCDMA系統(tǒng)的地址碼及多用戶檢測技術(shù)。作為光通信中的復(fù)用技術(shù)之一，OCDMA引起了人們的廣泛重視。本文主要對二維時域/頻域OCDMA系統(tǒng)中的地址碼和多用戶檢測技術(shù)進行研究。 地址碼的構(gòu)造是OCDMA的關(guān)鍵技術(shù)之一。在本文中，以單極性碼為基礎(chǔ)，提出了新的二維時域/頻域組合碼的構(gòu)造方案。 伴隨著同時在線用戶數(shù)的增多，多用戶干擾會使OCDMA系統(tǒng)的誤碼率惡化。為了提