幾種改進(jìn)OFDR性能方法的提出及驗(yàn)證.pdf

1、光頻域反射技術(shù)(Optical Frequency Domain Reflectometry,OFDR)是分布式光纖測(cè)量與傳感技術(shù)中新興的發(fā)展方向。較傳統(tǒng)光時(shí)域反射方法(OpticalTimeDomainReflectometry,OTDR),OFDR具有信噪比高,空間分辨率高,靈敏度高等特點(diǎn)。但目前現(xiàn)有OFDR方法在測(cè)試距離、長(zhǎng)距離上空間分辨率和測(cè)量傳感性能等方面存在較大的不足,限制了其更為廣泛的應(yīng)用。
　　本文從OFDR領(lǐng)域中

2、的幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題入手,包括相位噪聲、光源非線性調(diào)諧、偏振效應(yīng)、瑞利散射信息傳感機(jī)理等,在OFDR分布式光纖測(cè)量與傳感中提出一系列改進(jìn)測(cè)試距離,長(zhǎng)距離上空間分辨率和測(cè)量傳感性能的新方法,并完成了理論分析,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和系統(tǒng)實(shí)施。
　　本文的主要工作如下:
　　(一)從OFDR中的信號(hào)模型和相位噪聲理論出發(fā),提出了光源動(dòng)態(tài)線寬測(cè)定方法和一種測(cè)試距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光器相干長(zhǎng)度的OFDR方法。其利用OFDR信號(hào)中的相位噪聲項(xiàng),通過(guò)提高激光器調(diào)

3、諧速率,僅用相干長(zhǎng)度為13.6km的激光器,實(shí)現(xiàn)了測(cè)量120km的瑞利散射和170km反射率為-14dB的菲涅爾反射,末端菲涅爾反射峰空間分辨率為200m。
　　(二)從光源非線性調(diào)諧對(duì)OFDR信號(hào)的作用機(jī)理出發(fā),提出了利用非均勻傅里葉變換和去斜濾波器兩種方法對(duì)光源非線性調(diào)諧效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償后反射點(diǎn)空間分辨率較補(bǔ)償前提高100倍。其中去斜濾波器法可實(shí)現(xiàn)80km處反射率為-55dB菲涅爾反射的測(cè)量,空間分辨率達(dá)1.6m。算法具有較