光纤传感原理

1、现在学习的是第一页，共33页引言引言0现在学习的是第二页，共33页分布式光纤传感原理分布式光纤传感原理1u 瑞利散射u 拉曼散射u 布里渊散射散射型散射型偏振型偏振型相位型相位型荧光型荧光型现在学习的是第三页，共33页现在学习的是第四页，共33页u 强度调制型现在学习的是第五页，共33页u 偏振调制型p 基于后向瑞利散射的传感技术是现代分布式光纤传感技术的基础，它在80年代初期得到了广泛的发展。目前由于技术难度较大，在这方面的研究者较少，据我们所知只有：中国、新加坡、意大利等几个单位在继续研究。现在学习的是第六页，共33页现在学习的是第七页，共33页现在学习的是第八页，共33页 基于拉曼散射的

2、分布式温度传感技术是分布式光纤传感技术中最为成熟的一项技术。 对该技术开展研究工作的主要有英国的King大学，中国的重庆大学和中国计量学院。 目前，该类传感器的一些产品已出现在国际、国内市场，最为著名的是英国York公司的DTS80，它的空间分辨力和温度分辨力分别能达到1m、1，测量范围为48km。现在学习的是第九页，共33页现在学习的是第十页，共33页现在学习的是第十一页，共33页现在学习的是第十二页，共33页传感应用举例传感应用举例2泵浦波通过电致伸缩产生声波，然后引起介质折射率周期性调制。泵浦引起的折射率光栅通过布拉格衍射散射泵浦光，由于多普勒效应，散射光产生了频移：其中，n为光纤纤芯折

3、射率， a为声波速度， 为入射泵浦光波长。现在学习的是第十三页，共33页当光纤受温度或者轴向应力影响时，布里渊频移会发生变化: 考虑到声波是呈指数衰减的，布里渊增益谱具有洛仑兹线形其中，g0是布里渊散射峰值增益系数，B是布里渊散射谱半峰全宽，0为布里渊增益谱的中心频率.现在学习的是第十四页，共33页现在学习的是第十五页，共33页现在学习的是第十六页，共33页现在学习的是第十七页，共33页POTDRPOTDR3现在学习的是第十八页，共33页OTDRAttenuatorDetectorPGDFBLAOMPCPolarizerEDFACirculatorFiber现在学习的是第十九页，共33页PGD

4、FBLStockesAnalyzerOpticalReceiverDigitizingScopeEDFAEDFAEDFAFiberCirculatorRotatablePolarizer现在学习的是第二十页，共33页OTDRMW9076B7FiberFiberPolarizationControllerFiberPolariserFiber Under StressFiber1 Fiber215Km12KmPolarizationController15 km12 kmFiberAnritsu, MX907600A 现在学习的是第二十一页，共33页现在学习的是第二十二页，共33页现在学习的是第

5、二十三页，共33页现在学习的是第二十四页，共33页现在学习的是第二十五页，共33页现在学习的是第二十六页，共33页ModulatorPPGMP1632CFiber14KmEDFA 1Filter1PC 1Fresnel reflectionFiberPolariserEDFA 2SDA5000ALeCroyLD1550nmPC 2CouplorFilter2 现在学习的是第二十七页，共33页Rayleigh scatter of 14km fiber现在学习的是第二十八页，共33页Fiber2km2kmG Glycerin（甘油）（甘油）FiberPolariserSDA5000A Coupl

6、orDetectorG GlycerinPC脉冲光源脉冲光源瑞利散射2 km(a)(b)020040060080010001200012345678x 10-3t/nsU/v00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5-40-20020406080100120140Frequency (GHz)Power (dB)Pseudospectrum Estimate via MUSIC020040060080010001200-4-3.5-3-2.5x 10-3t/nsU/v00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5-40-20020406080100120140160Frequency (GHz)Power (dB)Pseudospectrum Estimate via MUSIC现在学习的是第二十九页，共33页现在学习的是第三十页，共