布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析

基于实测布里渊（Brillouin）增益谱确定了合适目标函数。数值产生了大量的布里渊增益谱,利用这些谱信号系统研究了信噪比、扫频间隔、扫频点数、扫频范围和谱特征参数g0、vB、△vB的取值对布里渊增益谱特征参数提取准确性的影响规律。结果表明:特征参数提取误差随信噪比增加成指数规律下降,随扫频点数增加（或扫频间隔减少）而下降;vB的提取误差随△vB的增加而线性增大,△vB的值对其他参数的提取准确性几乎无影响;扫频点数固定时扫频范围选择太大或太小时的误差均较大,实际应该选择2△vB左右。研究结果对基于布里渊散射的传感时相关参数选择具有参考价值。     

基于布里渊散射的外差检测式光纤传感系统性能分析

在对基于布里渊散射的分布式传感原理分析的基础上,给出了一种外差检测式BOTDR传感实验系统,对其性能进行了详细地分析.并在理论推导的基础上,与实验结果进行了对比,实验结果验证了理论分析的正确性.     

布里渊散射谱图像的边缘特征提取方法

为有效提取布里渊分布式光纤传感系统的布里渊频移,减少数据处理时间,提出一种基于二阶Laplacian边缘检测算子的布里渊散射光谱图像边缘特征提取方法.将布里渊频移视为散射谱图像边缘,利用二阶Laplacian边缘检测算子对布里渊散射光谱图像进行锐化处理;通过非极大值抑制和自适应阈值去除无效边缘获得二值图像,并搭建布里渊...     

光纤布里渊分布式温度应变同时传感研究进展

基于布里渊散射的光纤分布式传感技术可以实现对温度和应变的同时传感,如何解决温度、应变的交叉敏感问题是实现温度应变同时传感的关键.文章详细介绍了已报道的几种常见的实验方案,并对不同方案进行了比较分析,最后对未来的发展进行了展望.     

光纤布里渊温度和应变同时传感系统性能分析

采用基于朗道比的微波外差检测技术的布里渊光时域反射传感系统,获得布里渊散射信号的频移和强度,可以精确地测量沿光纤长度的分布式温度和应变信息。此方法在同一条光纤线路上分别测量光纤的布里渊散射和瑞利散射,且使用布里渊频谱扫描对信号进行处理。给出了这种传感方案的实验系统,并在理论推导的基础上对其性能进行了分析,该传感系统可以获得1℃的温度分辨率和100uε的应变分辨率。     

一种测量气体自发瑞利-布里渊散射频谱的系统

设计了一种测量气体自发瑞利-布里渊散射频谱的系统。激光器输出波长为532 nm的连续窄带光,激光束聚焦到压力可控的密闭气体散射池中,与气体分子相互作用,产生散射信号,在散射池侧向90°方向测量气体的自发瑞利-布里渊散射频谱。使用该系统测得了氮气在温度为300 K,压强为300 kPa下的自发瑞利-布里渊散射频谱,并将实验结果与Tenti S6模型仿真结果进行了对比,分析了偏差产生的主要原因,为未来空间激光雷达大气参数的测量提供了参考。     

布里渊散射交叉敏感解决方法综述

光纤布里渊传感中,本征存在的由温度和应变交叉引起的判断模糊问题,一直是光纤分布式传感领域的研究热点.针对这一问题,总结了四类解决方法:铺设参考光纤、双参量矩阵方程测量、双物理效应结合及特种光纤判别.对每一类解决方法的原理、系统、传感性能及特点进行了分析,并对各种方法进行了讨论、对比与评价.最后总结并展望了解决交叉敏感问题的研究方向.     

分布式布里渊光纤应变传感信号的增敏检测方法

基于外差相干检测原理,摒弃了传统扫频构建布里渊散射频谱的方法,以布里渊散射光功率为应变监测参量,利用具有增敏作用的高频脉冲检波管对布里渊散射拍频信号进行包络检波,直接将拍频信号转换成布里渊散射功率信号,并对携带应变信息的布里渊散射功率信号进行应变增敏检测,利用高频脉冲检波管增益响应曲线对功率信号的调制提高散射功率应变敏感系数。经测试,增敏后布里渊散射光功率应变敏感系数为0.024%/με,与传统直接检测法得到的应变敏感系数-7.7×10-4%/με相比,敏感系数提高30倍,有效提高了系统信噪比;对增敏后的布里渊功率信号进行解调,在24.7km的光纤长度上,实现65με的应变测量标准差,测量时间由传统扫频方法的超过30s降为仅1s。本文系统可有效满足快速精确检测应变的监测需求,且不需要扫频模块等复杂器件,结构简单,稳定性高,对实际应用具有重要的意义。     

Brillouin scattering spectrum for liquid detection and applications in oceanography

The Brillouin scattering spectrum has been used to investigate the properties of a liquid medium. Here, we propose an improved method based on the double-edge technique to obtain the Brillouin spectrum of a liquid. We calculated the transmission ratios and deduced the Brillouin shift and linewidth to construct the Brillouin spectrum by extracting the Brillouin edge signal through filtered double-edge data. We built a detection system to test the performance of this method and measured the Brillo...     

多波长BOTDR系统中布里渊散射谱的特征提取

根据布里渊散射谱的传输特性和高精度特征提取的 要求,理论分析了布里渊频移的波长依 赖性和多波长探测光传感时的外差检测布里渊散射谱特征,提出了利用Pseudo-Voigt基函 数和莱 文伯格-马夸尔特(L-M)优化算法对布里渊散射叠加谱进行特征提取。通过与洛伦兹、高斯 和5次多项式 曲线拟合法进行预测比较,在中心频移为11.122903GHz的单波长和多波长传感的仿真散射谱模 型中,本文所提方法的频移测量误差最小,对应的温度测量误差仅为0.047、0.000和0.112℃, 且拟合度最好。在采用多模法布里-珀罗激光器的布里渊散射谱检测系统中,Pseudo-Voig t曲线拟 合的综合评价指标优于其他3种拟合方法。仿真分析和实验结果表明,Pseudo-Voigt曲线拟 合适用于多波长传感时布里渊散射叠加谱的特征提取,可有效地提高预测精度。     

Influence of stimulated Brillouin scattering on nonlinear distortion in SCM video transmission

It is shown analytically that nonlinear distortions are induced by stimulated Brillouin scattering in subcarrier multiplexed systems. They are expressed as a function of the additional loss of the transmission fibre which is induced by stimulated Brillouin scattering. Experimental results well support the theoretical conclusions.<>     

单模光纤参数对布里渊散射阈值的影响

应用自发布里渊散射模型和受激布里渊散射模型,在1550nm通信窗口,分别对短距离和长距离普通单模光纤中的布里渊散射阈值进行了研究.对于短距离传输,分析了自发布里渊阈值增益系数与光纤数值孔径以及有效长度的依赖关系.     

基于分布反馈激光器布里渊散射的高精度光谱测量

实现了一种基于光纤中受激布里渊散射(SBS)效应 的高分辨率光谱测量技术。使用连续可调谐分布反馈(DFB) 激光器作为泵浦光,与待测信号光在单模光纤(SMF)中发生受激布里渊放大相互作用,由此 实现对待测光的高分 辨率光谱测量与分析。DFB激光器的波长扫描通过高精度温度调谐来实现。与相关报道 中使用的外腔 可调谐激光器对比,DFB激光器具有体积小、成本低的优势。同时在波长扫描过程中,对DFB 激光器的输出光进行自 拍频处理获得其实时扫描速率,以此校正激光器的实时扫描波长,提高测量准确度。实验 初步验证了本文高分辨率光谱测量技术的可行性,并获得了0.24pm 的光谱分辨率。     

A model of spontaneous Brillouin scattering as the noise source forstimulated scattering

A model of spontaneous Brillouin scattering in the presence of a high power pump beam has been developed and incorporated into a wave optics model of backward stimulated Brillouin scattering, providing a realistic distributed noise source for the numerical evaluation of the stimulated process. The model is used to assess the location of the dominant noise contributions in determining the reflectivity and conjugation fidelity of the Stokes return. The effect of f-number and power over threshold is evaluated. The model is validated with experimental data on threshold and conjugation fidelity in the presence of a pump beam with a periodic phase aberration     

A performance analysis of all-optical clock extraction circuit based on stimulated Brillouin scattering

In this paper, we develop an analytical method to deal with the timing performance in an optical clock extraction circuit based on stimulated Brillouin scattering (SBS). Three kinds of SBS active filters are considered and their frequency-transfer functions are obtained under the assumption that pump depletion caused by SBS is negligible. When pump depletion is taken into account, an SBS active filter acts as a nonlinear filter. To investigate the timing performance at this situation, we introduce the concept of "dynamic frequency-transfer function" to describe its frequency-response property for a fixed-signal light and pump light. Using the obtained "frequency-transfer function," we give analytical expressions for both root-mean-square (rms) phase jitter and rms amplitude jitter of the extracted optical clock, in which we have taken the impacts of SBS gain, pump light linewidth, optical pulse chirp, and pump detuning into account. Finally, a detailed numerical investigation on the timing performance for the three active filters is presented.     

传输光纤对单频光纤放大器中受激布里渊散射的影响

在全光纤的单频光纤放大器系统中,泵浦耦合器带有的传输光纤将会对放大器的性能产生影响,为了研究其影响的规律,本文从含有SBS的速率方程出发,建立模型,讨论在含有传输光纤的情况下的泵浦方式,传输光纤长度,光纤结构对SBS的影响,所得结论为从实验上研究单频光纤放大器中SBS的变化规律提供理论依据。