基于布里渊散射理论的分布式测量技术

一、前言 BOTDR是基于布里渊后向散射理论而开发的分布式光纤测试设备。根据布里渊后向散射理论,在布里渊散射中,散射光的频率相对于注入光有一个频移,该频移称为布里渊频移。布里渊散射光频移大小与光纤材料声子的特性有直接关系。     

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术

阐述了基于布里渊散射分布式光纤传感技术的原理和分类,简要介绍了BOTDR(布里渊光时域反射)、BOTDA(布里渊光时域分析)、BOCDA(布里渊光相干域分析技术)、BOCDR(布里渊光相干域反射技术)、BOFDA(布里渊光频域分析技术)原理及应用进展。     

受激布里渊后向散射波的相位共轭特性

利用光学波导管,对受激布里渊后向散射的相位共轭特性进行了探讨。实验表明,受激布里渊后向反射镜所产生的相位共轭波对光束质量和成象质量有明显改善。此外,对受激布里渊镜的转换效率和散射光束脉冲波形的压缩等,进行了观测,相应地做出理论上的分析和讨论。     

光纤分布式布里渊散射传感技术的发展

随着对光纤中非线性效应的不断研究,布里渊散射由于可以同时测量外界环境的温度和应变且测量范围与测量精度均较高,使得其在光纤分布式传感领域得到了广泛的重视和研究.本文介绍了光纤布里渊散射的传感原理,综述了基于布里渊光时域反射、布里渊光时域分析和布里渊光频域分析的光纤分布式传感技术的原理及进展,最后从用户需求方面对光纤分布式布里渊散射传感技术的未来发展方向进行了展望.     

发展中的高温高压布里渊散射系统

介绍布里渊散射原理和布里渊散射光谱仪及在高温高压等极端条件下的原位布里渊散射实验测量系统的发展, 建立了国内首家高温高压原位布里渊散射测量系统, 并在该系统上完成部分工作.      

基于布里渊散射光纤传感器的轨道监测研究

该文详细介绍了外界因素应变和温度变化时布里渊频移的变化的关系,说明了光纤布里渊散射传感的原理,分析了布里渊散射光纤传感器在轨道监测中的可应用性,以及轨道监测在铁路运营中的重要性,最后提出了一种布里渊散射光纤传感器监测系统结构。     

基于YSPSO-ＲBFN 的布里渊散射谱特征提取

为提高提取到的传感布里渊散射谱的布里渊频偏量的精度,利用压缩因子粒子群优化算法调节权值的ＲBFN( Ｒadial Basis Function Net) 径向基函数神经网络对布里渊散射谱进行特征提取。提出的算法克服了传统ＲBFN 神经网络易于陷入局部极值的缺点,利用PSO( Particle Swarm Optimization) 算法调节权值后向传输网络,对布里渊散射谱进行精度提取,保证了求解的速度和精度。数值分析过程中,利用新型结合算法在不同线宽和不同信噪比大测量范围情况下的散射谱进行参数估计。通过实验获得不同温度下的布里渊散射谱数据,利用YSPSO-ＲBFN( Particle Swarm Optimization with Shinkage Factor Shirnhage Factor-Ｒadical Basis Function) 算法处理实验数据,结果表明,该算法可提高布里渊散射谱特征提取的精度,25 ℃下拟合误差为1． 99 MHz,温度升高拟合误差也在减小。在85 ℃时的频移拟合误差为0． 047 MHz。因此,将该算法用于布里渊散射温度和应变传感系统,可有效提高检测精度。     

液体介质受激布里渊散射的温度效应

本文导出了判定布里渊频移不随介质温度改变的公式.用受激布里渊散射(SBS)实验测出了水、乙醇以及乙醇和水混合液体的布里渊频移温度曲线,由公式计算所得结论与测量结果相符合.     

受激布里渊散射对光纤的影响分析

光纤中的受激Brillouin散射及其影响是设计光纤激光器必须考虑的问题.本文对受激Brillouin散射的原理,光纤激光器中Brillouin散射的阈值,在某些应用中抑制Brillouin散射的方法,光纤中Brillouin散射的特性,以及这些特性在布里渊光纤放大器、布里渊光纤激光器、布里渊光纤传感器、布里渊光纤相位...     

光CATV系统中提高受激布里渊阈值功率方法的研究

受激布里渊散射是限制光CATV传输系统入射功率从而限制系统传输 离的主要障碍,本文研究了光CATV传输系统中提高受激布里渊阈值功率的一种方法－非均匀掺杂光纤光,若光纤纤芯和包层参杂浓度沿传输方向变化,将导致布里渊频移发生变化,增益谱结构变化,最终影响受激布里渊阈值功率。本文分析了阈值功率与布里渊频移分布之间的数量关系,设计了渐增型,周期正弦型、正弦型,三角型和平方型5种沿光传输方向频移分布的方案,比较了它们提高SBS阈值功率的效果,数值计算表明,布里渊阈值功率可提高20dB,可将传输距离提高100km.     

线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究

文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1 km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1 480 nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1 480 nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1 540 nm变化到1 570 nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139～172 mW及196～294 mW范围变化;保持1 480 nm激光器泵浦功率为623 mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。     

用F-P标准具和ICCD探测水中的布里渊散射信号

用F-P标准具和增强型电荷耦合器件(ICCD)探测水中的布里渊散射信号,结合水中布里渊散射的应用给出实际的探测系统.通过实验分析表明:该系统提高了布里渊散射信号的信噪比;提高了探测深度和深度分辨率.     

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的瞬态解析方法

为了解决空间分辨率和频率测量精度之间的矛盾,将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,建立了运用瞬态受激布里渊散射耦合波方程组描述该系统的数学模型。采用时域有限差分法求解了瞬态受激布里渊散射耦合波方程,仿真拟合了常微分方程组的时域幅值解,并实验验证了脉冲预泵浦瑞利布里渊光时域分析系统散射光功率谱和理论的一致性。结果表明,传感脉冲光、瑞利散射光和声波场三波幅值拟合方程的均方根误差可达0.003 097、0.005 717和0.020 75,沿光纤长度该系统功率谱呈现出携带布里渊信息的瑞利散射特性,可实现光纤温度和应变的传感检测。     

基于布里渊放大结构的分布式光纤温度传感技术的研究

阐述了一种基于布里渊放大结构的分布式光纤温度传感技术,该技术利用了光纤中布里渊频移与温度的依赖关系。本文从传感光纤的结构特点和材料的物性系数出发,在理论上证明了光纤温度与布里渊频移量之间存在线性关系。基于此传感技术建立了一实验系统。测试数据证明了理论分析的正确性。     

布里渊光时域分析传感器扰偏性能研究

普通单模光纤中存在的偏振效应会对布里渊光时域分析传感器性能产生较大影响。理论分析并实验研究了扰偏器对布里渊光时域分析传感器性能的影响。结果表明,采用扰偏器时光纤末端处的检测信号增益的均方根误差相对于不采用扰偏器时降低约4.26dB,有效地抑制了检测信号的偏振起伏,降低了系统偏振噪声;信号增益提高约1.14dB,降低了信号的偏振相关衰落;布里渊频移的均方根误差降至1.6MHz,提高了布里渊频移的测量准确度。     

包层泵浦受激布里渊散射调Q光纤激光器

研究了受激布里渊散射的基本原理，设置了基于光纤中的受激布里渊散射效应实现调Q的光纤激光器，介绍了最新的研究成果。     

液体介质受激布里渊散射(“SBS”)实验研究

使用染料调Q红宝石激光器得到了水.二硫化碳等液体介质的受激布里渊散射(“SBS”)。测量了布里渊频移及能量转换率,对所观察现象进行了讨论.     

受激布里渊散射慢光系统中强度调制器的应用研究

基于Mach-Zehnder干涉式的强度调制器具有移频特性,用于受激布里渊散射的慢光系统可以用来产生具有布里渊频移的信号光.理论和实验分析了M-Z干涉式电光强度调制器的频移特性.受激布里渊散射慢光实验中利用12.5 Gbit/s的电光强度调制器产生了相对于泵浦光具有9.394 GHz布里渊频移,脉宽为50 ns的信号光.在泵浦功率20 mW的情况下,该脉冲在2.5 km长的高非线性光纤中获得了32 dB的非饱和增益,脉冲延迟了25 ns.     

朗之万函数与布里渊函数的一些近似公式的推导

朗之万函数与布里渊函数在固体物理学和统计力学中是两个非常重要的函数,但多数文章只是直接给出了朗之万函数与布里渊函数的一些近似公式,并没有对其进行推导,本文导出了朗之万函数与布里渊函数的一些近似公式,使广大初学者对这两个函数有一个全面的认识。     

双光束抽运的受激布里渊散射反射率的实验研究

把一台YAG激光器输出的激光分成两束,同时入射到布里渊散射池中,获得在不同条件下双光束抽运的受激布里渊散射的反射率随抽运能量的变化关系.实验结果显示,两束抽运光在产生受激布里渊散射过程中存在耦合并且相互增强.用四波混频过程对实验结果进行了讨论.