2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、布里淵光時(shí)域分析儀(BOTDA)已經(jīng)發(fā)展成實(shí)用化的光纖傳感技術(shù),可廣泛應(yīng)用于輸油管道、高壓電纜以及橋梁建筑的溫度和應(yīng)變的監(jiān)測(cè)。
  空間分辨率、傳感距離、測(cè)量精度是BO T DA的主要性能指標(biāo)。三者之間呈現(xiàn)重要制約關(guān)系:一方面,光纖損耗是傳感距離延伸的重要限制因素;另一方面,空間分辨率與布里淵泵浦脈寬成正比,高空間分辨率需更窄的光脈沖,降低了信噪比(SNR),為確保傳感光纖末端測(cè)量精度,需要適當(dāng)提升布里淵泵浦脈沖峰值功率及連續(xù)探測(cè)

2、光功率。然而此方法對(duì)測(cè)量精度改善有限:一方面,高功率布里淵泵浦易引起調(diào)制不穩(wěn)定(MI)及自相位調(diào)制(SPM),最終導(dǎo)致布里淵增益譜(BGS)展寬及測(cè)量精度下降;另一方面,較強(qiáng)的探測(cè)光功率易引起布里淵泵浦消耗及非局域效應(yīng)(即傳感信息從前端串?dāng)_至末端,表現(xiàn)為末端BGS產(chǎn)生變形及多峰結(jié)構(gòu)),且距離愈長(zhǎng),非局域化愈嚴(yán)重。因此,提高長(zhǎng)距離BO T DA信噪比,提出有效解決上述問題的一種解決方案,對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展高性能分布式光纖傳感技術(shù)具有重要的實(shí)際

3、意義。
  為了延長(zhǎng)空間傳感距離,同時(shí)保持空間分辨率與傳感精度。首先,可以使用光放大方案,與集總式光放大方案相比,分布式拉曼放大(DRA)具有更高的SNR和更低的非線性損傷,但需要抑制泵浦-探測(cè)相對(duì)強(qiáng)度噪聲(RIN)轉(zhuǎn)移。其次,使用光編碼技術(shù),可以提升系統(tǒng)SNR,隨著編碼位數(shù)的增加,SNR增益值升高。本文研究了基于環(huán)形腔超長(zhǎng)光纖激光器(UL-FL)泵浦的DRA特性;首次將此放大方案結(jié)合127bit編碼技術(shù)應(yīng)用于超長(zhǎng)距離BOTDA,

4、使用前向泵浦有效抑制RIN轉(zhuǎn)移,同時(shí)優(yōu)化1366nm拉曼泵浦功率和布里淵探測(cè)光和泵浦光功率,實(shí)現(xiàn)了94.2k m無中繼分布式傳感,空間分辨率為3 m,傳感精度為±1.4℃/±28με。對(duì)非局域化和BGS展寬兩種非線性效應(yīng)結(jié)果進(jìn)行了討論。為了提高系統(tǒng)SNR,提出了BOTDA與Φ-OTDR的分離方案。
  工程上,針對(duì)BOTDA應(yīng)用中的實(shí)際問題,提出BOTDA傳感方案,并給出實(shí)際調(diào)試中出現(xiàn)具體問題的解決辦法;通過上述改進(jìn),自主研發(fā)了長(zhǎng)

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