發(fā)布時(shí)間：2024-02-16 02:34

　　近些年來,光纖生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的逐步擴(kuò)大和光通信技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展對(duì)光纖結(jié)構(gòu)測(cè)量的準(zhǔn)確性和分布式能力提出了更高的要求。光力時(shí)域分析計(jì)(Optomechanical Time Domain Analysis,OM-TDA)作為一種利用基于前向受激布里淵散射(Forward Stimulated Brillouin Scattering,FSBS)的傳感系統(tǒng),由于其能夠?qū)崿F(xiàn)分布式聲阻抗傳感而被廣泛關(guān)注。此外,它涉及的橫向聲波場(chǎng)的物理特性給予了它分布式測(cè)量光纖直徑的潛力。因此,本文提出了利用OM-TDA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式高精度光纖直徑測(cè)量的方案,研究?jī)?nèi)容如下:理論研究的過程首先是基于FSBS的基本原理,從FSBS效應(yīng)的相位匹配條件及共振情況入手,研究分析橫向聲波場(chǎng)頻譜的頻率及強(qiáng)度分布,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究FSBS測(cè)量光纖直徑的基本原理,考察不同聲波模式介導(dǎo)的FSBS共振頻率、共振強(qiáng)度隨光纖直徑的變化規(guī)律。其次,基于FSBS的特性,研究并驗(yàn)證三種不同的基于FSBS分布式傳感方案的優(yōu)缺點(diǎn),旨在證實(shí)OM-TDA系統(tǒng)在信噪比和測(cè)量空間分辨率方面的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)OM-TDA系統(tǒng),具體分析并仿真其分布式測(cè)量光纖直徑的能...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1科爾效應(yīng)影響下的前向布里淵頻譜

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文32222212()graddivttUUCUCCUftt(1-1)文章通過解上述方程理論推導(dǎo)了兩種橫向聲波場(chǎng)的模場(chǎng)表達(dá)。脈沖在光纖中傳播時(shí)會(huì)通過電致伸縮效應(yīng)激發(fā)出橫向聲波場(chǎng)，而橫向聲波場(chǎng)則會(huì)對(duì)光波產(chǎn)生相位調(diào)制。2011年，WangJ研究了高非線性光....

圖1-4去極化GAWBS線寬與中心頻率隨聲阻抗變化測(cè)量解果[27]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文4(a)(b)圖1-2聲子壽命測(cè)量結(jié)果。(a)R05模時(shí)域信號(hào)；(b)解調(diào)的三種外界物質(zhì)對(duì)應(yīng)的聲子壽命[25]圖1-3不同模式不同液體鹽度實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果[25]2017年，ChowDM提出利用FSBS譜線寬測(cè)量聲阻抗，實(shí)驗(yàn)中采用雙頻脈沖激發(fā)某一特定聲波....

圖1-6前向布里淵散射產(chǎn)生的相位調(diào)制[29]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-6前向布里淵散射產(chǎn)生的相位調(diào)制[29](a)(b)(c)圖1-7分布式FSBS信號(hào)解調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(a)BOTDA測(cè)量得到的三個(gè)邊帶強(qiáng)度隨傳播距離變化；(b)累積的相位變化；(c)微分過后各位置的相位調(diào)制結(jié)果[29]具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1-7所示，....

圖1-9(a)外界為空氣、酒精、水、普通涂覆層

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文7布式傳感，結(jié)果如圖1-18所示，測(cè)量距離為2.5km。其空間分辨率受移動(dòng)窗長(zhǎng)的影響明顯，故系統(tǒng)信噪比越高其可達(dá)到的空間分辨率越高，當(dāng)只考慮空氣時(shí)，其空間分辨率達(dá)到50m。圖1-8基于能量轉(zhuǎn)移的FSBS分布式傳感方案原理示意圖[30](a)(b)圖1....

本文編號(hào)：3900670