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光纖傳感網絡研究新進展

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来源: 作者: 2019-05-22 15:33:53

隨著光纖傳感組技術的發展,構建大容量、長距離、高精度的光纖傳感絡成為當下光纖傳感技術的研究熱點之一。近年來,時分復用、波分復用、頻分復用以及混合復用技術等在準分布式光纖傳感組技術中得到了極其廣泛的應用。傳統傳感絡中的時分復用技術常需要各類調制器以產生信號光脈沖,其大大增加了傳感組的本錢。同時現有傳感絡需耗費更多的人力與物力對絡進行實時的故障監測,這無疑阻礙著光纖傳感絡在工程實際運用中的生存性。

武汉光电国家实验室、光学与电子信息学院夏历副教授领导的研究组设计出一种基于光学混沌及混合时分波分复用技术的大容量准分布式光纤传感络(图1)。该设计中,探测光不再是脉冲光,而是由SOA环腔产生的一种类噪声的连续宽谱光信号,即宽谱混沌光。通过采用混合时分波分复用技术,传感络中传感单元啁啾布拉格光纤光栅的复用量得到极大的提升,理论分析可支持512个传感节点的同时接入能力。结合啁啾布拉格光栅的强度解调技术及浑沌光的相互关算法,可实现准分布式的光纤传感参量的测量,也可对各个传感单元进行精确定位。同时,该传感络自身具有实时光纤故障监测功能,故障点丈量空间分辨率高达2.8厘米(图2),这一独特优势极大地提升其在工程运用中的生存性与可靠性。

2015年2月9日,该项研究成果光学混沌及混合时分波分复用技术用于具有实时故障监测功能的大容量准分布式光纤传感络(OpticalchaosandhybridWDM/TDMbasedlargecapacityquasi-distributedsensingnetworkwithreal-timefiberfaultmonitoring)在OpticsExpress(Vol.23,No.3,2015)上发表。

该项工作得到了国家自然科学基金重大项目(项目编号:)的资助。

图1大容量准分布式传感络原理图

图2(a)不受应力作用与受应力作用下的相关谱;(b)自相干峰的半高全宽

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