布里淵光時域反射計（Brillouin optical time domain reflectometer,BOTDR）作為一種分布式光纖傳感技術,具有抗電磁干擾、重量輕、體積小等諸多優(yōu)點,因而被廣泛地應用在地面大型結構健康監(jiān)測領域。航天領域的研究人員也開始考慮將該技術引入航天器的結構監(jiān)測。然而,航天器的工作環(huán)境存在空間輻射,會導致BOTDR系統(tǒng)的性能逐漸惡化。因此需要通過實驗對BOTDR系統(tǒng)在輻射環(huán)境下的性能表現(xiàn)進行研究。輻射會在光纖中產(chǎn)生色心結構缺陷,導致其傳感性能惡化。然而色心并非永久存在,而能不斷自我修復。因此光纖在輻射環(huán)境中的性能變化其實是色心不斷生成和修復共同作用的結果。通常地面模擬空間輻射實驗并沒有考慮恢復效應對傳感光纖性能的影響。如果將恢復特性引入光纖在輻射環(huán)境下的性能變化模型中,會大大完善BOTDR系統(tǒng)在輻射環(huán)境下?lián)p傷的評估模型,從而減少航天器中BOTDR系統(tǒng)冗余設計。為了研究BOTDR系統(tǒng)的輻射恢復特性,本文將三種商用單模G.652.D光纖,1km長飛、1km康寧和1.5km藤倉作為BOTDR系統(tǒng)的傳感光纖。將其放置在Co60輻射場中接受輻射速率為1.42Gy/mi... 

【文章來源】：南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－丨光纖中的布里淵散射示意圖??在光纖中，不考慮光纖色散的影響，假設入射光的角頻率為光纖中的聲??

給ＢＯＴＤＲ在空間中應用提供參考。??因此，為了獲取常用的單脈沖ＢＯＴＤＲ系統(tǒng)的輻射恢復模型，設計了地面模??擬輻射恢復實驗，其實驗的原理圖如圖３－１所示。在ＢＯＴＤＲ系統(tǒng)中，激光源產(chǎn)??生的光通過耦合器１被分為兩束，其中一束光被脈沖調(diào)制器調(diào)制成４０ｎｓ的脈沖??探測光，并注入到待測光纖中。之后，從待測光纖中返回的背向布里淵散射光會??經(jīng)由環(huán)形器在耦合器２中和另一束激光耦合。通過光電二極管接收耦合光，并在??微波掃頻技術的幫助下獲取電信號，從而能夠獲取光纖沿線的背向布里淵散射??譜。??關于樣品待測光纖，雖然許多知名廠家具備制造抗轄射光纖的能力，然而，??１６??

??方式如原理圖３－１中所示，將待施加拉力的光纖段纏繞在光纖盤上，并將光纖盤??撐幵一個小縫并固定住。??圖３－２等距輻照面原理示意圖??為了保證輻射場中三種樣品光纖吸收的輻射劑量一致，引入了等距輻照面模??型來分析，如圖３－２所示。首先，對于輻射場中的輻照體，其吸收的輻射劑量率??是和其與輻射源的距離平方成反比的。因此，在本實驗中，以鈷源為圓心的等半??徑圓上放置三種光纖，則樣品光纖吸收的輻射劑量是相同的。另外，雖然光纖盤??本身存在一定的體積，可能會造成不同部分的光纖吸收的輻射劑量不一致。但是??考慮到在本實驗中，樣品光纖的體積在ｌ〇ｃｍ３以下，因此可以認為樣品光纖受到??的輻射是均勻的。具體的光纖樣品尺寸和擺放方式如圖３－３所示。??ｙ＿??圖３－３光纖樣品的實際尺寸和擺放方式??實驗中具體的實驗參數(shù)如下：??激光源的波長為１５５０ｎｍ；??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3585784