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双环形腔并联瑞利后向散射式光纤陀螺

光学学报 2008年第5期28卷 846-851页

作者：刘艳磊苑立波周爱哈尔滨工程大学理学院黑龙江哈尔滨150001

基于单环后向瑞利散射式光纤陀螺原理,提出了一种双环形腔并联的瑞利后向散射式光纤陀螺仪新结构。利用两个2×2单模光纤耦合器,建立了并联双环形腔瑞利后向散射式光纤陀螺仪的理论模型,给出了信号表达式。利用优化的环长和分光比两结... 详细信息

基于单环后向瑞利散射式光纤陀螺原理,提出了一种双环形腔并联的瑞利后向散射式光纤陀螺仪新结构。利用两个2×2单模光纤耦合器,建立了并联双环形腔瑞利后向散射式光纤陀螺仪的理论模型,给出了信号表达式。利用优化的环长和分光比两结构参量,分析了瑞利后向散射式光纤陀螺仪信号的输出特性。选择双环的长度分别为1500m和1078m,2×2光纤耦合器的耦合系数分别为95.23%和94.88%构建了测试系统,用光时域反射计(OTDR)对不同转速所探测到的后向瑞利散射信号进行测量,验证了这种新结构的可行性。同单环后向瑞利散射式光纤陀螺仪相比,双环的采用,增加了测试的有效数据,使其更有利于识别,提高了测量转速的精度。

关键词：传感器光纤陀螺仪瑞利后向散射双环形腔光时域反射计(OTDR)

三环形腔复合瑞利后向散射式光纤转动测量方法

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哈尔滨工程大学学报 2008年第12期29卷 1367-1372页

作者：刘艳磊苑立波哈尔滨工程大学理学院黑龙江哈尔滨150001

为了改善瑞利后向散射式光纤转动传感器测量转速的精度,基于单环瑞利后向散射式光纤转动传感原理,提出了一种新型的三环形腔复合光纤转动测量方法.该新结构利用4个2×2单模光纤耦合器,建立了复合三环形腔瑞利后向散射式光纤转动测量的... 详细信息

为了改善瑞利后向散射式光纤转动传感器测量转速的精度,基于单环瑞利后向散射式光纤转动传感原理,提出了一种新型的三环形腔复合光纤转动测量方法.该新结构利用4个2×2单模光纤耦合器,建立了复合三环形腔瑞利后向散射式光纤转动测量的理论模型.在给出用光时域反射计探测到的光纤转动传感器输出信号特性的同时,建立了分光比和环形腔长两参量的优化方法.依据参量优化后的模拟结果,选择长度分别为1500、1078、680 m的光纤环形腔,耦合系数分别为95.23%、94.88%、95.26%和95.01%的光纤耦合器构建了测试系统,对不同转速所探测到的瑞利后向散射信号进行测量,验证了系统的可行性.采用复合三环,提高了测量信号的强度,增加了测试的有效数据,使其更有利于识别,提高了测量转速的精度.

关键词：光纤转动测量瑞利后向散射三环形腔光时域反射计

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基于瑞利后向散射的随机光纤激光器

基于瑞利后向散射的随机光纤激光器

作者：滕瑞新北京化工大学

学位级别：硕士

上个世纪六十年代,激光器作为一种开创性意义的发明横空出世之后,由于其具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等完全迥异于传统光源的优点,引起了人们的广泛的研究和关注,陆续被应用到科研、军事和商业等各个领域中。近年来随着光... 详细信息

上个世纪六十年代,激光器作为一种开创性意义的发明横空出世之后,由于其具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等完全迥异于传统光源的优点,引起了人们的广泛的研究和关注,陆续被应用到科研、军事和商业等各个领域中。近年来随着光纤激光器技术的发展和光纤通信技术的进步与市场需求,人们对光纤激光器的认识也越来越深入,从最初的光纤激光器概念的成形与发展,经过光纤放大器技术的沉淀,光纤激光器技术也越来越成熟,光纤激光器的种类、波长及性能等越来越多样化。随着时代的发展,光纤激光器的增益介质从最初的最原始的玻璃介质开始慢慢发展到现如今掺杂各种稀土元素具有多波段的光纤激光器。进入到21世纪之后,人们对光纤激光器技术的研究已日趋成熟,而随机光纤激光器作为一种新型的光纤激光器,其独特的异于传统激光器的性能使其在各个行业领域都有着无限量的发展前景。随机光纤激光器作为一种新型的激光器以及其独特的优势与性能已经受到全世界研究者的广泛关注本文在对随机光纤激光器进行充分调研的基础上,设计了基于掺镱光纤激光器泵浦的随机光纤激光器系统,并在国内外首次实现了1115nm随机光纤激光输出,并获得了28.7%的斜率效率。

关键词：光纤激光器随机激光器受激拉曼散射瑞利后向散射

基于SFED和RBS响应区间边界的φ-OTDR振动定位研究

同方学位论文库评论

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应用激光 2024年第4期44卷 178-186页

作者：路泽永刘欣赵亚丽高超沙洲河北石油职业技术大学电气与电子系河北承德067000 河北省仪器仪表工程技术研究中心河北承德067000 河北石油职业技术大学数理部河北承德067000 河北石油职业技术大学工业技术中心河北承德067000 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

针对传统管道泄漏监测系统的空间分辨率易受探测脉冲宽度限制的问题,提出一种用瑞利后向散射(Rayleigh back scattered, RBS)响应区间边界结合空-频能量分布定位分布式光纤振动入侵事件的方法。利用空间频率能量分布显示RBS响应区间的... 详细信息

针对传统管道泄漏监测系统的空间分辨率易受探测脉冲宽度限制的问题,提出一种用瑞利后向散射(Rayleigh back scattered, RBS)响应区间边界结合空-频能量分布定位分布式光纤振动入侵事件的方法。利用空间频率能量分布显示RBS响应区间的左边界来表征振动入侵事件的准确位置。采用不同宽度的探测脉冲对设计的相敏光学时域反射仪(φ-optical time-domain reflectometer,φ-OTDR)系统进行振动检测实验,研究了RBS响应区间随探测脉冲宽度变化的特性。然后通过3种不同环境下的振动测试,验证了采用空-频能量和RBS响应区间边界相结合的方法进行振动定位的可行性和优越性,实验证明采用提出的方法,在采样率为50 MS/s时,系统定位精度为2 m。

关键词：空-频能量分布响应区间左边界瑞利后向散射振动定位

单纤同波长双向传输中瑞利后散射对接收灵敏度的影响

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有线通信技术 1990年第3期 13-18页

作者：周学军

光纤布拉格光栅(FBG)和分布式声波传感器(DAS)在地学中的应用进展及发展方向

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地球物理学进展 2023年第3期38卷 1416-1454页

作者：张辉吕庆田张毅刘振东李巧灵陈进李立胜中国地质科学院北京100037 中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心北京100037 北京市生态地质研究所北京100120 中交一公局集团有限公司北京100024 中国石油杭州地质研究院杭州300015

光纤通信是20世纪最伟大的创新成就之一.21世纪以来,光纤布拉格光栅和分布式光纤声波传感器逐渐应用在地学领域中,因其具有耐受复杂环境,采集密度高,频率范围大,成本低等优势,在井中地震,地面地震,地热,矿产,水力压裂微震监测,碳捕捉与... 详细信息

光纤通信是20世纪最伟大的创新成就之一.21世纪以来,光纤布拉格光栅和分布式光纤声波传感器逐渐应用在地学领域中,因其具有耐受复杂环境,采集密度高,频率范围大,成本低等优势,在井中地震,地面地震,地热,矿产,水力压裂微震监测,碳捕捉与封存监测,近地表结构和天然地震学,设施安全和地质灾害监测以及地学大数据等领域得以迅速发展并很快成为研究热点.本文将光纤布拉格光栅和分布式光纤声波传感器与常规地震检波器在基本原理,主要结构和采集信号等方面进行总结对比,结合野外试验和地学领域的应用实例对他们的优缺点和适用性进行了初步探讨和总结:DAS能够更好地实现长距离覆盖,而FBG能记录矢量信号.然后针对光纤传感器存在的低信噪比,方向效应和位置不确定性等问题进行了讨论分析,提出了解决方法.建议未来在碳捕捉、利用与封存,地热,科学钻探井等领域大力发展光纤传感长期监测技术,组建局部或全球性的光纤地震监测网络,为解决实际地质问题提供可靠的光纤地学信息.

关键词：光纤布拉格光栅分布式光纤声波传感器瑞利后向散射地学应用

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偏振正交法抑制双向传输系统瑞利干涉噪声

激光与红外 2012年第11期42卷 1286-1290页

作者：王艳红郭磐倪国强中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

瑞利后向散射引起的干涉噪声是双向光纤传输系统的主要噪声来源。本文对单模光纤双向传输系统中瑞利后向散射的一般理论和偏振特性进行了分析,并提出了采用偏振正交法减小干涉噪声的方法。建立了10 GHz模拟RF信号单波长双向传输系统,并... 详细信息

瑞利后向散射引起的干涉噪声是双向光纤传输系统的主要噪声来源。本文对单模光纤双向传输系统中瑞利后向散射的一般理论和偏振特性进行了分析,并提出了采用偏振正交法减小干涉噪声的方法。建立了10 GHz模拟RF信号单波长双向传输系统,并采用偏振旋转器件实现正、反向传输光的偏振近似正交传输。通过数值模拟,分析了本系统瑞利后向散射偏振状态与入射光偏振状态、反向光偏振旋转角的关系,进一步分析了系统干涉噪声抑制水平。模拟分析结果表明,在80°～90°范围内旋转偏振态,能够使瑞利后向散射降低至少一个数量级;系统信噪比提高了近15倍。利用偏振正交法减小双向传输系统的干涉噪声,有对偏振旋转的精度要求不高、容易操作的优点。

关键词：光纤光学瑞利后向散射干涉噪声偏振正交邦加球双向传输

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谐振式光纤陀螺的研究进展

光通信研究 2003年第2期 58-62页

作者：张旭琳马慧莲何时进丁纯王跃林金仲和浙江大学信息与电子工程系浙江杭州310027 宁波生方横店电器有限公司浙江宁波315800

谐振式光纤陀螺作为新一代惯性旋转传感器的代表 ,被广泛研究 .文章通过大量的文献调查和深入研究 ,对谐振式光纤陀螺的发展历史、基本工作原理、主要噪声因素及相应的补偿措施等进行了详细分析 ,并对谐振式光纤陀螺未来的发展趋势作了... 详细信息

谐振式光纤陀螺作为新一代惯性旋转传感器的代表 ,被广泛研究 .文章通过大量的文献调查和深入研究 ,对谐振式光纤陀螺的发展历史、基本工作原理、主要噪声因素及相应的补偿措施等进行了详细分析 ,并对谐振式光纤陀螺未来的发展趋势作了展望 .

关键词：谐振式光纤陀螺 Sagnac效应偏振本征态瑞利后向散射克尔效应惯性旋转传感器

FBG阵列与Φ-OTDR相结合的光纤振动传感器的关键技术研究

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FBG阵列与Φ-OTDR相结合的光纤振动传感器的关键技术研究

作者：魏豪电子科技大学

学位级别：硕士

分布式光纤传感系统是一种利用光纤作为敏感元件的系统。在光纤的铺设范围,通过光的散射,反映任意位置的振动、温度等信息的变化情况,从而实现大范围区域信息的检测,比如航天设备的老化检测,边境报警系统等。相比于普通Ф-OTDR光纤振动... 详细信息

分布式光纤传感系统是一种利用光纤作为敏感元件的系统。在光纤的铺设范围,通过光的散射,反映任意位置的振动、温度等信息的变化情况,从而实现大范围区域信息的检测,比如航天设备的老化检测,边境报警系统等。相比于普通Ф-OTDR光纤振动传感系统,超弱FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感器具有高灵敏度、高信噪比、大动态范围等特点。本论文主要致力于FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感器的关键技术研究。论文的主要内容如下:1.研究了FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感系统的工作原理,比较分析了本系统相比于普通Ф-OTDR的优势,侧重于研究超弱FBG阵列与Ф-OTDR相结合的光纤传感系统的各种重要性能参数指标。最后提出了一种实现高灵敏度光纤传感系统的理论模型。2.研究基于Ф-OTDR的光纤振动传感系统的各种信号解调方法,基于滑动平均法提出了一种“阈值”滑动平均法,可大幅度提升系统信噪比。基于傅里叶变换等方法设计一种新型的信号提取方法,可实现对振动信号位置、振幅和频率信息的同时提取,并将多种信号提取方法有机结合进一步提升系统的信噪比。3.搭建了一个FBG阵列与Ф-OTDR结合的分布式光纤传感实验系统,对振动信号进行了定位与测量。分别对实验系统的光源模块、脉冲调制模块、传感光路等模块进行研究,利用多种信号解调方法处理实验结果,完成了系统信噪比的提升和振动信息的提取。对振动模式识别进行了初步研究,建立了基本的振动模式判别标准。提出了基于超弱FBG阵列的温度检测方法,通过实验对超弱FBG作了温度-反射率标定。4.提出了一种低反射倾斜光栅与Ф-OTDR相结合的光纤振动传感系统,研究其结合机理,并实验验证了本光纤振动传感系统的温度不敏感性。

关键词：相位敏感光时域反射计(Ф-OTDR) 超弱FBG阵列瑞利后向散射振动传感倾斜光栅