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一种利用布里渊增益谱边带解调提高布里渊光时域反射系统测温精度的方法

刘瑞霞 张明江 张建忠 刘毅 靳宝全 白清 李哲哲

一种利用布里渊增益谱边带解调提高布里渊光时域反射系统测温精度的方法

刘瑞霞, 张明江, 张建忠, 刘毅, 靳宝全, 白清, 李哲哲
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  • 测温精度是衡量分布式光纤温度传感系统的一项重要性能指标.本文提出一种通过解调布里渊增益谱边带,以提高布里渊光时域反射仪测温精度的方法.在此基础上,进一步分析并验证了探测光脉冲峰值功率对测温精度的影响.理论分析表明,利用声光调制器的频移特性可产生布里渊增益谱边带,相比于中心峰解调方法,采用布里渊增益谱边带解调法可获得更高的系统信噪比,进而提高系统测温精度.实验结果表明,在相同测量条件下,布里渊增益谱左边带峰值功率较其中心峰峰值功率高3.27 dB,且其-1 dB谱宽比中心峰窄14.5 MHz.对布里渊增益谱左边带进行频率扫描,由于相干探测时参考光的作用以及消除了相干瑞利噪声的影响,系统信噪比提高了4.35 dB,并在10.2 km的传感距离上实现了0.5℃的测温精度.
      通信作者: 张明江, zhangmingjiang@tyut.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61377089,61527819)、山西省煤基重点科技攻关项目(批准号:MQ2014-09)和山西省煤层气联合研究基金(批准号:2015012005)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-04
  • 修回日期:  2016-07-20
  • 刊出日期:  2016-12-05

一种利用布里渊增益谱边带解调提高布里渊光时域反射系统测温精度的方法

  • 1. 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 太原 030024;
  • 2. 太原理工大学物理与光电工程学院, 光电工程研究所, 太原 030024;
  • 3. 煤与煤层气共采国家重点实验室, 晋城 048000
  • 通信作者: 张明江, zhangmingjiang@tyut.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61377089,61527819)、山西省煤基重点科技攻关项目(批准号:MQ2014-09)和山西省煤层气联合研究基金(批准号:2015012005)资助的课题.

摘要: 测温精度是衡量分布式光纤温度传感系统的一项重要性能指标.本文提出一种通过解调布里渊增益谱边带,以提高布里渊光时域反射仪测温精度的方法.在此基础上,进一步分析并验证了探测光脉冲峰值功率对测温精度的影响.理论分析表明,利用声光调制器的频移特性可产生布里渊增益谱边带,相比于中心峰解调方法,采用布里渊增益谱边带解调法可获得更高的系统信噪比,进而提高系统测温精度.实验结果表明,在相同测量条件下,布里渊增益谱左边带峰值功率较其中心峰峰值功率高3.27 dB,且其-1 dB谱宽比中心峰窄14.5 MHz.对布里渊增益谱左边带进行频率扫描,由于相干探测时参考光的作用以及消除了相干瑞利噪声的影响,系统信噪比提高了4.35 dB,并在10.2 km的传感距离上实现了0.5℃的测温精度.

English Abstract

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