瑞利BOTDA傳感系統(tǒng)EOM最佳化設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文綜述了分布式光纖傳感技術(shù)近年來研究方向，并詳細(xì)論述了瑞利布里淵光時(shí)域分析（R-BOTDA）系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀。理論上詳細(xì)研究了BOTDA系統(tǒng)的技術(shù)原理；分析了受激布里淵散射（SBS）穩(wěn)態(tài)耦合波方程和瞬態(tài)耦合波方程，以及布里淵頻移與光纖溫度、應(yīng)變的關(guān)系。
　　針對(duì)BOTDA系統(tǒng)受非本地效應(yīng)影響，分析研究了泵浦光能量損耗和光纖長(zhǎng)度、探測(cè)光功率之間的關(guān)系，定量分析了光纖長(zhǎng)度、探測(cè)光功率和BOTDA系統(tǒng)中非本地效應(yīng)引起的測(cè)量誤差之

2、間的關(guān)系。對(duì)SMF光纖的仿真研究表明：當(dāng)光纖長(zhǎng)度為2000m時(shí)，非本地效應(yīng)會(huì)引起1.5℃的溫度誤差、30με的應(yīng)變誤差。為改善BOTDA系統(tǒng)中非本地效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響，本文構(gòu)建了一種脈沖預(yù)泵浦瑞利BOTDA系統(tǒng)（PPP-RBOTDA），運(yùn)用預(yù)泵浦脈沖1階邊帶激發(fā)的瑞利散射光做探測(cè)光，使得瑞利散射光分別與預(yù)泵浦脈沖的0階基帶和傳感脈沖發(fā)生受激布里淵作用，通過檢測(cè)散射回來的瑞利光信號(hào)獲取光纖的溫度和應(yīng)變信息。
　　建立了瞬態(tài)條件下脈沖預(yù)

3、泵浦和傳感脈沖發(fā)生SBS作用的數(shù)學(xué)模型，對(duì)階梯脈沖進(jìn)行了最佳化設(shè)計(jì)，運(yùn)用 Matlab軟件仿真研究表明當(dāng)傳感脈沖為50mw、6ns，預(yù)泵浦脈沖為500mW、100ns時(shí)，可獲得滿足PPP-RBOTDA系統(tǒng)要求的瑞利散射光，且瑞利散射光發(fā)生SBS作用產(chǎn)生的FWHM為布里淵自然增益線寬34MHz，能有效減小瞬態(tài)SBS作用下FWHM的展寬效應(yīng)，提高系統(tǒng)的頻譜分辨率。
　　探討了EOM用于PPP-RBOTDA系統(tǒng)時(shí)的最佳工作點(diǎn)問題；運(yùn)用O