On-situ monitoring of sleet-thawing for OPGW based on long distance BOTDR

With the absence of on-situ temperature monitoring of optical fiber composite overhead ground wire (OPGW) for the process of sleet-thawing, early temperature warning and safety control of direct current (DC) in sleet-thawing process is difficult. Here we propose a Brillouin optical time-domain reflectometry (BOTDR) with broadband receiving for fast measurement and with distributed Raman amplification for long distance measurement of about 100 km. A field experiment for on-situ temperature monitoring of sleet-thawing of OPGW is also reported, which shows uneven change of temperature along the OPGW. The difference between the maximum and the minimum temperature change can be greater than 40 °C.     

长距离超高压输电线路覆冰期地线温度监测

本文报道了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域反射(BOTDR)技术实现OPGW直流融冰过程中在线实时温度监测技术。研究发现OPGW在直流融冰时,内部光纤整个线路的温度变化非常不均匀,最大和最小温度变化差值可超过40℃。此外,在同一位置处,融冰前的日常温度变化与融冰期间的温度变化有相同的趋势。这说明日常温度变化较大的位置处,在融冰期间也将有较大的温度变化,应该予以重点监控.     

基于双边带干涉的预泵浦布里渊光时域分析系统

为了降低布里渊频谱展宽造成的拟合误差,提出采用双边带连续光作为探测信号,并利用干涉谱进行传感.与传统的布里渊增益谱相比,所得频谱在共振频谱附近具有更窄的线宽,预泵浦温度传感中双峰拟合的误差减小,系统的频率分辨率得到了提高,从而实现高空间分辨率和高频率分辨率的基于双边带干涉的预泵浦布里渊光时域分析(BOTDA)系统.实验...     

基于混合粒子群算法的光子器件逆向设计

粒子群优化算法具有良好的全局寻优能力,但也存在容易陷入局部极值、后期收敛速度慢、收敛精度低等问题。为此,首先优化了传统粒子群算法,将其简化并引入随机扰动,赋予粒子跳出局部极值的能力,提高算法的全局寻优性能。然后结合贪心算法并引入梯度下降法作为算法自动切换的判据,从而构造一种针对光子器件逆向设计的混合算法。相较于传统粒子群算法,该混合算法具有更优的全局寻优能力,并且提高了收敛速度和收敛精度,具备更高的设计效率。利用该混合算法逆向设计了一种1∶1分光器,在120 nm带宽内,输出端插入损耗介于0.125 dB～0.197 dB,并具有可制造的鲁棒性。     

基于布里渊增益-损耗效应的编码DPP-BOTDA传感器

受光纤中声学声子10 ns的寿命的影响，传统布里渊光时域分析（BOTDA）传感器往往不能做到1 m以内的空间分辨率。利用差分脉冲对（DPP）技术可以突破该限制，实现更高的空间分辨率。但是传统的DPP技术存在测量时间长、差分信号间同步难度高和信噪比低等问题。本文提出一种基于布里渊增益-损耗效应的编码DPP-BOTDA系统，通过将处于斯托克斯频率和反斯托克斯频率的泵浦脉冲光同步注入光纤，利用散射光的布里渊增益-损耗效应在光路上差分，解决了信号间的同步问题，并且测量时间只需要传统DPP技术的一半。还分析了传感系统中掺铒光纤放大器增益特性对脉冲序列解码结果的影响，对增益不均匀条件下的编码增益进行了理论计算。实验结果表明，该系统可以实现50 cm的空间分辨率，与传统的单脉冲DPP-BOTDA系统相比，信噪比提高了3 dB。     

半导体光放大器的双向窄脉冲调制与消光比特性分析

半导体光放大器（SOA）能稳定产生高消光比的窄脉冲光，在光纤传感领域得到了广泛应用，但目前大多方案仅采用单向调制的SOA产生脉冲光。为了进一步提高脉冲光的消光比，基于SOA能双向工作的特点提出了一种双向窄脉冲光调制的SOA系统。使用光纤反射镜对SOA单向调制输出的脉冲光进行反射，使反射光重新返回到SOA进行第二次脉冲光调制。实验结果表明：相比单向调制，在低输入功率下，双向调制最大可获得6.18 dB的额外增益；对于输入峰值功率为6 dBm的脉冲光，双向吸收能使泄漏光强度进一步减弱30 dB以上，整体吸收率达到72 dB以上。