發(fā)布時間：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)展對光纖結(jié)構(gòu)測量的準(zhǔn)確性和分布式能力提出了更高的要求。光力時域分析計(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的物理特性給予了它分布式測量光纖直徑的潛力。因此,本文提出了利用OM-TDA系統(tǒng)實現(xiàn)分布式高精度光纖直徑測量的方案,研究內(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OM-TDA系統(tǒng)在信噪比和測量空間分辨率方面的優(yōu)勢。針對OM-TDA系統(tǒng),具體分析并仿真其分布式測量光纖直徑的能...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：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)了兩種橫向聲波場的模場表達(dá)。脈沖在光纖中傳播時會通過電致伸縮效應(yīng)激發(fā)出橫向聲波場，而橫向聲波場則會對光波產(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聲子壽命測量結(jié)果。(a)R05模時域信號；(b)解調(diào)的三種外界物質(zhì)對應(yīng)的聲子壽命[25]圖1-3不同模式不同液體鹽度實驗測量結(jié)果[25]2017年，ChowDM提出利用FSBS譜線寬測量聲阻抗，實驗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信號解調(diào)實驗結(jié)果。(a)BOTDA測量得到的三個邊帶強(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]具體實驗結(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，測量距離為2.5km。其空間分辨率受移動窗長的影響明顯，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，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：3900670