瑞利BOTDA傳感系統(tǒng)EOM最佳化設計及實驗研究.pdf

1、本文綜述了分布式光纖傳感技術近年來研究方向，并詳細論述了瑞利布里淵光時域分析（R-BOTDA）系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀。理論上詳細研究了BOTDA系統(tǒng)的技術原理；分析了受激布里淵散射（SBS）穩(wěn)態(tài)耦合波方程和瞬態(tài)耦合波方程，以及布里淵頻移與光纖溫度、應變的關系。
　　針對BOTDA系統(tǒng)受非本地效應影響，分析研究了泵浦光能量損耗和光纖長度、探測光功率之間的關系，定量分析了光纖長度、探測光功率和BOTDA系統(tǒng)中非本地效應引起的測量誤差之

2、間的關系。對SMF光纖的仿真研究表明：當光纖長度為2000m時，非本地效應會引起1.5℃的溫度誤差、30με的應變誤差。為改善BOTDA系統(tǒng)中非本地效應對系統(tǒng)的影響，本文構建了一種脈沖預泵浦瑞利BOTDA系統(tǒng)（PPP-RBOTDA），運用預泵浦脈沖1階邊帶激發(fā)的瑞利散射光做探測光，使得瑞利散射光分別與預泵浦脈沖的0階基帶和傳感脈沖發(fā)生受激布里淵作用，通過檢測散射回來的瑞利光信號獲取光纖的溫度和應變信息。
　　建立了瞬態(tài)條件下脈沖預

3、泵浦和傳感脈沖發(fā)生SBS作用的數(shù)學模型，對階梯脈沖進行了最佳化設計，運用 Matlab軟件仿真研究表明當傳感脈沖為50mw、6ns，預泵浦脈沖為500mW、100ns時，可獲得滿足PPP-RBOTDA系統(tǒng)要求的瑞利散射光，且瑞利散射光發(fā)生SBS作用產(chǎn)生的FWHM為布里淵自然增益線寬34MHz，能有效減小瞬態(tài)SBS作用下FWHM的展寬效應，提高系統(tǒng)的頻譜分辨率。
　　探討了EOM用于PPP-RBOTDA系統(tǒng)時的最佳工作點問題；運用O