光纖傳感原理

1、現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共33頁引言引言0現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共33頁分布式光纖傳感原理分布式光纖傳感原理1u 瑞利散射u 拉曼散射u 布里淵散射散射型散射型偏振型偏振型相位型相位型熒光型熒光型現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共33頁u 強度調(diào)制型現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共33頁u 偏振調(diào)制型p 基于后向瑞利散射的傳感技術(shù)是現(xiàn)代分布式光纖傳感技術(shù)的基礎(chǔ)，它在80年代初期得到了廣泛的發(fā)展。目前由于技術(shù)難度較大，在這方面的研究者較少，據(jù)我們所知只有：中國、新加坡、意大利等幾個單位在繼續(xù)研究。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共33頁 基于拉曼散射的

2、分布式溫度傳感技術(shù)是分布式光纖傳感技術(shù)中最為成熟的一項技術(shù)。 對該技術(shù)開展研究工作的主要有英國的King大學(xué)，中國的重慶大學(xué)和中國計量學(xué)院。 目前，該類傳感器的一些產(chǎn)品已出現(xiàn)在國際、國內(nèi)市場，最為著名的是英國York公司的DTS80，它的空間分辨力和溫度分辨力分別能達(dá)到1m、1，測量范圍為48km?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共33頁傳感應(yīng)用舉例傳感應(yīng)用舉例2泵浦波通過電致伸縮產(chǎn)生聲波，然后引起介質(zhì)折射率周期性調(diào)制。泵浦引起的折射率光柵通過布拉格衍射散射泵浦光，由于多普勒效應(yīng)，散射光產(chǎn)生了頻移：其中，n為光纖纖芯折

3、射率， a為聲波速度， 為入射泵浦光波長?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共33頁當(dāng)光纖受溫度或者軸向應(yīng)力影響時，布里淵頻移會發(fā)生變化: 考慮到聲波是呈指數(shù)衰減的，布里淵增益譜具有洛侖茲線形其中，g0是布里淵散射峰值增益系數(shù)，B是布里淵散射譜半峰全寬，0為布里淵增益譜的中心頻率.現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共33頁POTDRPOTDR3現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共33頁OTDRAttenuatorDetectorPGDFBLAOMPCPolarizerEDFACirculatorFiber現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共33頁PGD

4、FBLStockesAnalyzerOpticalReceiverDigitizingScopeEDFAEDFAEDFAFiberCirculatorRotatablePolarizer現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁，共33頁OTDRMW9076B7FiberFiberPolarizationControllerFiberPolariserFiber Under StressFiber1 Fiber215Km12KmPolarizationController15 km12 kmFiberAnritsu, MX907600A 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第

5、二十三頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁，共33頁ModulatorPPGMP1632CFiber14KmEDFA 1Filter1PC 1Fresnel reflectionFiberPolariserEDFA 2SDA5000ALeCroyLD1550nmPC 2CouplorFilter2 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共33頁Rayleigh scatter of 14km fiber現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁，共33頁Fiber2km2kmG Glycerin（甘油）（甘油）FiberPolariserSDA5000A Coupl

6、orDetectorG GlycerinPC脈沖光源脈沖光源瑞利散射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現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁，共33頁現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁，共