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基于外差检测和前向拉曼放大的新型长距离相敏光时域反射仪
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.6[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室,四川成都611731
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(61301275,61290312)、光纤传感与通信创新团队(PCSIRT,IRT1218)、111计划项目(B14039)和中央高校基本科研业务费专项基金(ZYG)(2011J010)资助项目
中文摘要:

基于外差检测与前向拉曼放大相结合的思路,提出了一种能实现长距离传感并同时具备高空间分辨率和高信噪比(SNR)的新型相位敏感光时域反射仪(Ф-OTDR)。讨论了如何优化入纤脉冲光和拉曼泵浦光功率,尽可能降低非线性效应对系统的不良影响,并在此基础上讨论了外差检测相比直接检测对系统性能的改善。实验证明,本文提出的Ф-OTDR传感距离可达到103km,为迄今报道的最长距离,空间分辨率为15.7m,SNR为7.89dB,其应用在管道防开挖现场试验中得到较好的验证。

英文摘要:

Phase-sensitive optical time domain reflectometer (Ф-OTDR) has great potential in many security applications, such as safety monitoring of pipelines, airports, borderlines and other long-distance perimeters. The detection range, resolution, and signal-to-noise ratio (SNR) are tightly related parameters and influence each other, so all of them should be considered together to achieve effective and reliable measurements. By combining the coherent detection and the forward Raman amplification, a novel Ф-OT- DR system is proposed and demonstrated in this paper, which offers long distance sensing ability with high spatial resolution and high SNR. By optimizing the Raman peak power and its input power,the nonlinear effects of the system performance are decreased significantly. Furthermore,the coherent detection method can further improve the SNRs of the sensing signal. Experimental results show that the proposed Ф-OTDR system's high performance can be achieved with a long sensing distance of up to 103 km with a spatial resolution of 15.7 m,and an SNR of 7.89 dB,which is the longest distance reported as far as we know. And the system is verified in a field pipeline trial on multi-point intrusion detection ability.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551