布里淵高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)優(yōu)化與實(shí)現(xiàn).pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)可應(yīng)用于檢測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施早期創(chuàng)傷和災(zāi)害預(yù)防?；诓祭餃Y散射的分布式光纖傳感技術(shù),利用應(yīng)變和溫度與布里淵頻移相關(guān)的特性,可以在數(shù)十到數(shù)百公里的尺度上上實(shí)現(xiàn)應(yīng)變、溫度或震動(dòng)的分布式連續(xù)測(cè)量,同時(shí)獲得被測(cè)量結(jié)構(gòu)參數(shù)的空間和時(shí)間變化信息,具有空間分辨率高、傳感距離長(zhǎng)、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn),顯示出非常廣泛的應(yīng)用前景,近20年來(lái)得到了研究者越來(lái)越多的關(guān)注。
　　本論文提出了一種基于布里淵光學(xué)相關(guān)域分析分析(BOCDA)的優(yōu)化系統(tǒng),利用

2、布里淵增益和布里淵損耗效應(yīng)級(jí)聯(lián)來(lái)提高布里淵凈增益。本文從該系統(tǒng)的理論分析、系統(tǒng)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面進(jìn)行研究,得出了該方案具有高分辨率、高精度和低成本等特點(diǎn)。并進(jìn)行了系統(tǒng)集成化研究,研制了一套原理樣機(jī)。并將本技術(shù)在江陰大橋進(jìn)行了技術(shù)與性能的驗(yàn)證。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)提出一種優(yōu)化的布里淵分布式光纖傳感方案。該方案基于受激布里淵散射過程中的增益和損耗效應(yīng)級(jí)聯(lián),可以提高系統(tǒng)信噪比和傳感精度。理論分析了基于布里淵增益和損耗級(jí)

3、聯(lián)BOCDA系統(tǒng)方案的理論依據(jù),證明了其相比傳統(tǒng)BOCDA系統(tǒng)可提高兩倍的布里淵凈增益。
　　(2)在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,采用雙平行調(diào)制器(DP-MZM)同時(shí)實(shí)現(xiàn)增益和損耗兩個(gè)過程所需的光源,并證明了該方案具有高分辨率、高精度、低系統(tǒng)復(fù)雜度和低成本等特點(diǎn)。
　　(3)進(jìn)行了系統(tǒng)集成化探索,采用了雙平行調(diào)制器、兩級(jí)光放大器、擾偏儀、模電優(yōu)化設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集處理等模塊,研制了一套原理樣機(jī),樣機(jī)傳感精度可達(dá)10微應(yīng)變/0.5℃)。