光纖喇曼散射及其在分布式溫度傳感中的應(yīng)用研究.pdf

1、分布式光纖溫度傳感(DTS)技術(shù)利用光纖中喇曼散射光的溫度敏感特性來實(shí)現(xiàn)溫度傳感。與傳統(tǒng)傳感器相比，DTS在分布式傳感和特殊環(huán)境下傳感等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。光纖喇曼放大器是基于光纖里的受激喇曼散射效應(yīng)的光放大器，與摻鉺光纖放大器相比，它具有可利用傳輸光纖進(jìn)行分布式放大、增益帶寬由泵浦波長(zhǎng)決定等優(yōu)勢(shì)。
　　 本文的選題來源于國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目(2010CB327605)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(60736039)、國(guó)家自然科學(xué)基

2、金項(xiàng)目(11004110)和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助等項(xiàng)目，以分布式光纖喇曼溫度傳感和光纖喇曼放大器為研究重點(diǎn)，進(jìn)行了相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。完成的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1，采用多縱模激光器作為泵浦源，研究了前向泵浦和后向泵浦結(jié)構(gòu)下光纖喇曼放大器的輸出光譜。在前向泵浦時(shí)觀察到多波長(zhǎng)輸出，波長(zhǎng)數(shù)大于100個(gè)。
　　 2，分析和研究了多波長(zhǎng)輸出現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理。提出泵浦源的多個(gè)縱模和信號(hào)光之間的四波混頻效應(yīng)

3、是多縱模激光器前向泵浦光纖喇曼放大器中的多波長(zhǎng)產(chǎn)生的根本原因。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量了在不同的信號(hào)光波長(zhǎng)下輸出光譜中相鄰波長(zhǎng)間隔，實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與理論計(jì)算一致，證明了理論的正確性。
　　 3，設(shè)計(jì)、搭建并研制成功一套分布式光纖喇曼溫度傳感系統(tǒng)，并以提高系統(tǒng)性能為出發(fā)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)濾波、溫度解調(diào)和數(shù)據(jù)處理等方面進(jìn)行了研究。對(duì)單模和多模光纖的喇曼散射強(qiáng)度和受激散射閾值進(jìn)行了研究，得出采用多模光纖可以提高系統(tǒng)性能的結(jié)論。提出了累加平均和小波去噪相結(jié)合的