光频域反射在光通信网络检测中应用分析

光频域反射计(OFDR)相对于光时域反射计(OTDR)而言,其动态范围与空间分辨率无制约关系,可以在不损失动态范围的情况下获得高的空间分辨率,因而可以被广泛应用于光纤传输特性检测和集成光路诊断等领域.本文分析了OFDR在光通信网络检测中的基本原理、OFDR相对于OTDR的优点,并讨论了限制OFDR使用的各种因素和目前的发展现状.     

高分辨率光频域反射计的发展和应用

光频域反射计(OFDR)是一种高分辨率测量仪器,其动态范围大,可应用于各种范围的测量.目前,在国外,OFDR技术已被广泛应用于各个领域,而国内关于这方面的研究和文章还不多.本文介绍了OFDR的基本原理和关键技术.同时,介绍了OFDR在国外的应用和发展现状.     

基于窄带光纤激光器的光频域反射计研究

光频域反射计(OFDR)是一种强大的光通信网络检测工具,能对光纤中微弱反射进行探测、定位和量化,利用这种特性可以实现对光纤长度的高精度测量。主要介绍了OFDR的工作原理,对OFDR系统的空间分辨率的限制因素进行了讨论,理论分析了空间分辨率与光频调谐范围之间的关系,以及光源非线性扫频对光纤长度测量结果的影响。利用测试干涉仪和辅助干涉仪实现了对光纤的高精度、高空间分辨率的长度测量。     

采用“芯吸”法制造的掺铒光纤

采用最新开发的名为“芯吸”的技术制造出一种石英包层中含有锗酸铅铒玻璃纤芯的掺铒光纤预制棒。然后将这种预制棒拉制成光纤,并测量光纤的剖面、损耗谱和折射率分布。采用商用接续机将制造的一根30cm长光纤与一根标准石英光纤连接。然后用这根接续光纤构建掺铒光纤放大器（EDFA）,并测量该放大器的增益谱。采用基于光后向散射反射计（OBR）的光频域反射测量技术（OFDR）测量所制造掺铒光纤的增益分布。结果证实,“芯吸”法可以用于制作与普通石英光纤相兼容的高增益放大器。     

柔性光纤压力传感器的制备工艺与参数研究

为了提高柔性光纤压力传感器的灵敏度和稳定性,对压力传感器结构设计、结构参数及制作工艺进行了研究。制作了基于不同浓度配比和不同固化时间的PDMS柔性光纤压力传感器,对比了不同参数下传感器的性能,得出了最佳的配比和固化参数,最后利用光频域反射计(OFDR)测量了光纤应变变化。结果表明,在PDMS基底厚度和固化温度恒定的情况下,浓度配比和固化时间均对柔性光纤压力传感器的灵敏度有影响,并验证了当施加压力的范围为0～276.2 kPa,加压的步长为27.6 kPa时,PDMS配比为8∶1,固化时间为2 h的传感器灵敏度最高,可达6.250 59με/kPa。同时,柔性压力传感器具有柔韧、轻薄、可测量复杂曲面等优点,为航天航海领域弧形物体表面压力测量提供了可靠的解决方案。     

分布式光纤温度传感器的研究现状与发展趋势

综述了基于光时域反射技术(OTDR)和光频域反射技术(OFDR)，以光纤中光散射效应(布里渊效应、喇曼效应)作为温敏信号的分布式温度光纤传感器的特点、原理和研究现状，并在此基础上分析了分布式光纤温度传感器的发展趋势。     

等强度梁表面应变分布光纤测量实验

基于光频域反射技术(OFDR)原理的分布式光纤测量技术,研究聚酰亚胺光纤在等强度梁表面不同布线方式下测量应变的准确性。聚酰亚胺光纤分别与梁的长度方向平行、垂直、呈45°角及绕成直径为?50 mm的圆粘贴,测量梁表面应变分布,测量结果同时与应变片及理论值对比,研究光纤在非轴向应力作用和弯曲下的轴向应变分布测量结果,误差小于1%。实验结果表明,基于OFDR原理的光纤技术可实现结构表面应变分布式连续准确测量。     

分布式光纤传感技术在蜗壳模型试验中的应用

分布式光纤传感器与传统应变片和光纤光栅传感器相比,具有分布式测量的显著特点,成为传感器领域的研究热点。随着技术的进步,基于瑞利散射的光频域反射技术(OFDR)得到了迅速的发展。该文介绍了OFDR的测量原理,并将分布式光纤传感器应用于蜗壳模型试验中。为检验蜗壳充水后的变形规律,检查蜗壳和混凝土的整体安全性和设计的合理性,对蜗壳试验过程中外围混凝土应变进行监测。通过分布式光纤传感器在每级水压加载下产生的应变,获得蜗壳模型外部变形以及裂缝发展的情况。实验结果表明,分布式光纤传感器能够真实地反应结构物的应变分布,及时准确地监测蜗壳模型在加压作用下混凝土变形及开裂情况,对结构的损伤进行识别。     

基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术

基于布里渊效应的光纤传感(BEOFS)技术具有长距离、高精度、连续分布式、多参量传感的独特优点,在介绍BEOFS技术的原理、发展现状以及重要应用领域的基础上,对实现长距离、高精度、快速分布式布里渊光纤传感的关键技术进行研究和探讨,给出了提高系统传感速度的方案.     

基于光频域反射技术的拱桥模型应变分布试验研究

为得到拱桥拱肋在不同受力情况下的应变分布规律,通过建立有限元模型和采用基于光频域反射(OFDR)的分布式光纤传感技术2种方法研究了不同荷载情况下的拱肋应变分布.结果表明:在拱肋表面粘贴的基于OFDR的分布式光纤传感器不仅能准确地反映不同荷载情况下拱肋的应变分布规律,还可以得到拱肋在吊杆损伤前后的应变分布变化,且能定位吊...     

基于OFDR技术的深层土体水平位移场监测研究

深层土体水平位移场监测是基坑安全开挖的重要指标,现有测斜法耗费大量人力,且精度较低,但仍是当前获得水平位移的主要方法。该文提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的分布式光纤测量法,推导了应变-挠曲变形转换关系,通过室内实验进行了验证,证实了分布式光纤测斜的可行性和准确性,且基于OFDR的测量方法在苏州某基坑工程中得到了应用,准确详细地获取了基坑在开挖过程深层土体位移信息。     

基于半圆柱增敏结构的柔性光纤压力传感器设计

为了进一步增强光纤压力传感器的灵敏度,提出了一种基于半圆柱结构设计的柔性光纤压力传感器。此结构使用聚二甲硅氧烷（PDMS）作为该传感器柔性基底,传感器外部受力时,首先PDMS发生形变,从使得光纤发生形变,最终光纤发生轴向拉伸。利用光频域反射计（OFDR）测量光纤的轴向应变,对所提出的增敏结构传感器和改进前的传感器进行Abaqus有限元仿真分析和实验验证。结果表明,该半圆柱增敏结构可以有效提高传感器的灵敏度。在0~100kPa的测压范围内,灵敏度从未改进前的1.09 /kPa提高到1.69/kPa。     

基于FBG和光频域反射技术的混合式光纤传感网研究

基于光纤Bragg光栅技术和光频域反射(OFDR)技术 ,构建了一个具有分立式传感子层和分布式传感器子层的双层结构混合式光纤传感网络。 在分立式传感子层中,FBG用于实现温度参量的传感;在分 布式传感子层中,采用OFDR方法解调光纤中的瑞利散射信息从而获得分布式的应 变参量。整个传感 网络共用同一个宽光谱可调谐激光光源,分立式子层和分布式子层两者协同工作,实现应变 和温度两个参 量的高精度测量,其中应变分辨率达到0.75με,温度分辨率达到 ±1℃。本文构建的传感网络为构建大容量、 大规模、多参量、高空间分辨率和高测量精度的光纤传感网络提供了一种有益探索。     

基于柔性基的高灵敏度无损光纤压力传感器

为了简化光纤压力传感器的制作方法，降低制作成本，提出了一种柔性基应变式无损光纤压力传器，将未进行过任何处理的单模光纤嵌入在两片柔性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜中，制作成“三明治”结构压力传感器，采用光频域反射计(OFDR)技术进行解调，测试传感器在不同压力下的光谱漂移与光纤的微应变的关系。实验结果表明:在受力面积为 ２.３７５ ｍｍ２ ，压力范围0~ 5kgf(０~ 20ＭＰａ)时，传感器的灵敏度达到194 /kgf，是裸单模光纤的6.47倍，同时压力测量范围提高5 倍，在0~ 2kgf(０~ 8ＭＰａ)范围内传感器具有很高的重复性与线性度，另外进行了分布式压力测试，证实传感器输出响应明显，空间分辨率较高。     

基于分布式传感的全光纤放大器增益光纤纤芯温度测量

在高功率光纤激光器中,增益光纤的热效应是限制激光功率提高的重要因素之一。传统的温度测量方法只能测量到增益光纤的表面温度,无法得到增益光纤内部不同位置的温度。采用分布式光频域反射(OFDR)技术测量全光纤放大器中增益光纤纤芯的温度。对采用OFDR技术得到的温度测量结果进行了标定,验证了OFDR测量工作状态下放大器内增益光纤温度的准确性。测量了输出功率为6 W的全光纤放大器内增益光纤纤芯的温度分布,测量结果与理论相吻合。这种测温方法为未来高功率光纤激光器的温度监测提供参考。     

光纤传感器的研究及应用

介绍了光纤传感器与其他传感器相比的优点,还介绍了传感型光纤传感器与传光型光纤传感器的基本原理.同时,文章阐述了强度调制型光纤传感器、干涉型光纤传感器、光纤光栅和光纤声发射传感器的应用.文章最后提出了我国光纤传感技术存在的问题以及发展方向.     

脉冲编码光时域反射计技术

OTDR是一种常见的光纤链路损耗测试仪器,是分布式光纤传感器的技术基础。单脉冲光时域反射计存在动态范围和空间分辨率间的矛盾,对发射光脉冲进行编码能有效地克服二者之间的矛盾。本文在对OTDR基本构成、原理及主要参数进行简述的基础上,总结了脉冲编码光时域反射计技术的发展现状,并对三种常用编码方式的实现方法、编码增益进行了分析和比较。     

基于光频域反射的总线型拓扑结构FBG传感网络

为了提高光纤光栅(FBG)传感系统的传感容量以及传感器的实际工程生存能力和后期可维护性,提出了一种基于光频域反射(OFDR)技术的总线型拓扑结构的FBG传感系统。利用OFDR技术,采用相同波长的FBG传感器,克服了光源带宽对系统传感容量的限制,极大提高了系统的传感器复用能力和空间分辨率。与传统的采用弱反射率FBG串联组网相比,本文系统采用强反射率FBG和光分路器实现总线型拓扑结构,在提高传感器的生存能力的同时,克服了串接式FBG传感网络中存在的多重反射和光谱阴影对测量精度的影响。温度实验表明,系统的波长重复性为±4pm。     

光频域反射光纤光栅分布式应变传感研究

提出一种基于光频域反射(OFDR)原理的新型分布式光纤光栅应变传感系统,利用傅立叶变换法实现了光纤光栅的空域地址查询及波长解调。对20个全同弱反射率Bragg光栅应变传感系统进行了数值研究。研究结果表明该系统解调出的应变值与实际值吻合得比较好,可实现分布式应变的精确测量。     

光纤通信在广播电视系统中的应用分析

光纤是目前最好的传输广播电视信号的方式之一,这主要是基于光纤容量较大的优点,其可不压缩就可以进行数字电视信号的传输。文章首先介绍了光线通信技术的基本概念及其基本组成,然后详细分析了光纤通信技术在广播电视系统中的应用,以期为我国光纤通信技术的发展作出有益探索。