基于外差检测和前向拉曼放大的新型长距离相敏光时域反射仪

基于外差检测与前向拉曼放大相结合的思路,提出了一种能实现长距离传感并同时具备高空间分辨率和高信噪比(SNR)的新型相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)。讨论了如何优化入纤脉冲光和拉曼泵浦光功率,尽可能降低非线性效应对系统的不良影响,并在此基础上讨论了外差检测相比直接检测对系统性能的改善。实验证明,本文提出的Φ-OTDR传感距离可达到103km,为迄今报道的最长距离,空间分辨率为15.7m,SNR为7.89dB,其应用在管道防开挖现场试验中得到较好的验证。     

基于准分布式FBG传感器的光纤入侵报警系统

根据FBG传感器的应变、振动和冲击特征,报道了一种基于准分布式FBG传感器的入侵报警系统.首先根据小波降噪原理和小波多尺度边缘检测的方法分别进行降噪和报警信号分割,同时对分割信号分类和特征分析以进行报警判断和识别;其次分析了入侵监测系统的五种报警模式;最后根据LabVIEW开发了入侵报警软件.经过实验证明入侵报警系统能够完成自动、实时报警和报警定位.     

高频CO2激光脉冲写入长周期光纤光栅的方法

在国际上首次提出了高频CO₂激光脉冲写入长周期光纤光栅的方法.该方法与低频CO₂激光脉冲写入法或紫外光等其它写入法相比具有许多独特的优点——效率高、成本低,重复曝光容易、激光加热区域的周期性变化通过扫描振镜的偏振来实现而光纤固定不动,因此特别适合于研制具有特殊用途的新型LPFG.详细分析了单侧CO₂激光入射导致LPFG横截面折射率分布不均匀的形成机理并提出了降低LPFG双折射的方法.     

高频CO2激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅及其在光通信中的应用

报道了一种利用频率为几千赫兹的高频CO2激光脉冲的热冲击效应制作长周期光纤光栅的新技术。实验中，作者首次发现这种新型的长周期光纤光栅具有一些独特的光学特性，比如弯曲特性和横向负载特性等，这主要是因为用高频CO2激光脉冲写成的长周期光纤光栅的横截面折射率分布不对称所致。基于这种新型长周期光纤光栅，设计了一种用于减小掺铒光纤放大器噪声系数的ASE噪声滤波器和平坦掺铒光纤放大器增益谱的增益均衡器，此外，还利用这种新型长周期光纤光栅独特的弯曲和压力特性，研究设计了两种用于动态平坦掺铒光纤放大器增益谱的动态增益均衡器。     

可调谐长周期光纤光栅滤波器件的研制

利用新型长周期光纤光栅进行了EDFA的动态增益均衡,根据新型长周期光纤光栅的可调谐性,提出了一种基于新型长周期光纤光栅温度特性的动态增益均衡器.研究已经发现高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG)的谐振峰中心波长随温度变化呈线性关系.这种方法是用温度来调节新型长周期光纤光栅的谐振峰位置.开发了一种利用制冷器来实现动态增益均衡器的装置,设计了控制电路,机械机构和算法程序.     

掺铒光纤放大器自动增益控制的DSP实现方法

对掺铒光纤放大器(EDFA)的增益控制电路的发展和最新动态做了简要介绍,提出了带前馈控制的数字PID参数自寻优控制算法在EDFA自动增益控制中的应用.试验结果表明,这种基于DSP的EDFA自动增益控制法成本较低、可靠性好,可以用不同的算法对系统进行控制.     

截面折变非对称型长周期光栅高温应变特性

研究了基于高频CO_2激光脉冲单侧写入的截面折变非对称型长周期光纤光栅(LPFG)高温特性及其在高温环境中的轴向应变特性。理论和实验表明在200～1000℃之间长周期光纤光栅的谐振峰漂移呈线性趋势;同时,在高温环境中其谐振峰随轴向应变也呈线性漂移,且不同谐振峰的温度和应变灵敏度也不同。利用这种新型长周期光纤光栅独特的高温应变特性可用一根光纤光栅实现对高温和应变的同时测量。     

基于腐蚀硼锗共掺光纤的自闭合光纤法-珀传感器

提出了采用化学腐蚀硼锗共掺光纤通过电孤放电封闭成型制作非本征型光纤法-珀传感器的方法.发现硼锗共掺光纤在40％氢氟酸溶液中的腐蚀速率是一般单模光纤的30倍以上.在1.357～1.400的折射率范围内,条纹对比度随折射率改变的灵敏度约为30 dB/RIU,分辨率约为3.33×10-5,线性度为0.99以上.化学腐蚀硼锗共...     

基于拉曼放大和半导体光放大的BOTDA

从理论上分析了基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA),通过建立与拉曼放大有关的泵浦光和信号光的耦合方程,对信号光波形进行了数值仿真。仿真结果表明,双端拉曼放大技术可有效地补偿传感信号的传输损耗,提高系统测量精度。搭建了基于拉曼放大和半导体光放大(SOA)相结合的BOTDA分布式光纤传感系统,实验结果与仿真结果吻合较好,针对49.6 km的传感距离,空间分辨率达到40 m,温度分辨率1℃。