泵浦光散射、散热的温度阐述
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泵浦光散射、散热的温度阐述

BOTDA系统传感时在光纤的两端分别注入泵浦光与探测光,当泵浦光与探测光的频率差为光纤中的布里渊频移时,该区域就会发生受激布里渊作用,泵浦光和探测光之间发生能量转移。由于光纤的布里渊频移量与温度、应变有关,因此分析传感光纤中的布里渊频移可以测量温度或者应变信息。


在长距离的光纤传感系统中,不同的光纤长度段内相同的温度或者应变条件将产生相同的布里渊频移,从而在同一个频率点由于受激布里渊作用而引入能量转移的累积效应,为了讨论非本地效应影响的方便。


BOTDA系统中检测温度或应变时,通过测量温度或应变引起的频移就可以测得相应的温变或形变数据。通过扫描微波频率,获得不同扫频信号下的布里渊功率值的测试曲线,然后对每次扫频得到的光信号功率曲线进行洛伦兹拟合,功率最高点对应的频率,即为该点对应的布里渊频移。


ca88手机版泵浦光与探测光的频率差等于光纤中的布里渊频移时,该区域就会发生受激布里渊(SBS)作用,泵浦光通过SBS作用将一部分能量传给连续波,连续波能量增加,探测光能量减小,在探测光和脉冲光频差等于光纤频移时,转移的能量最大。

表1:数值仿真时用到的参量

参量

符号

数值

单位

探测光功率

Pcw

2

mW

脉冲光功率

Pp

4

mW

光纤损耗系数

a

0.046e-3

1/km

布里渊增益系数

g

3.973662998e-12

m/W

布里渊增益线宽

35

MHz

仿真结果如图1所示,可以发现随着距离增长,脉冲光损耗系数增加。当距离为1000m时,脉冲光衰减系数d为0.0913;距离为1500m时脉冲衰减系数d为0.1324;距离为2000m时脉冲衰减系数d为0.1708;距离为2500m时脉冲衰减系数d为0.2066。脉冲光衰减归一化如图1(b)图,可以明显看出随着距离的增长脉冲光衰减增大。

图1:脉冲衰减和距离的关系(A,B)

脉冲衰减和距离的关系(A,B)

当探测光功率为0.5mW时,脉冲光衰减系数d为0.0457;探测光功率为1.5mW时脉冲光衰减系数d为0.1310;探测光功率为2.5mW时脉冲光衰减系数为0.2087;探测光功率为3.5mW时脉冲光衰减系数为0.2794。可以发现随着探测光能量的增加脉冲衰减增加。


ca88手机版厂通过耦合器后光信号被分为两路,上支路信号经过EOM1后产生泵浦光脉冲,经过扰偏器PS和EDFA1放大后通过环形器进入传感光纤;下支路经过EOM2移频后通过EDFA2放大后再经过EOM3产生探测光脉冲,通过脉冲发生器精确控制探测脉冲和泵浦脉冲的时延,使得探测脉冲和泵浦脉冲在光纤的不同段内发生SBS作用,分段完成对整个光纤的测量,信号光通过环形器经过信号采集和处理后得到光纤的信息。


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点击次数:  更新时间:2018-01-09 09:09:13  【打印此页】  【关闭