受激布里渊散射慢光系统中强度调制器的应用研究

基于Mach-Zehnder干涉式的强度调制器具有移频特性,用于受激布里渊散射的慢光系统可以用来产生具有布里渊频移的信号光.理论和实验分析了M-Z干涉式电光强度调制器的频移特性.受激布里渊散射慢光实验中利用12.5 Gbit/s的电光强度调制器产生了相对于泵浦光具有9.394 GHz布里渊频移,脉宽为50 ns的信号光.在泵浦功率20 mW的情况下,该脉冲在2.5 km长的高非线性光纤中获得了32 dB的非饱和增益,脉冲延迟了25 ns.     

发展中的高温高压布里渊散射系统

介绍布里渊散射原理和布里渊散射光谱仪及在高温高压等极端条件下的原位布里渊散射实验测量系统的发展, 建立了国内首家高温高压原位布里渊散射测量系统, 并在该系统上完成部分工作.      

基于喇曼散射的分布式光纤温度检测系统的研究

本文综述了当前基于后向散射的分布式光纤温度检测系统的理论基础,分别是基于后向喇曼散射、后向布里渊散射和后向瑞利散射类型的传感器.分析了目前研究较多最为成熟的基于喇曼散射的分布式光纤测温系统,根据对光纤传感器中弱光信号特点的研究,指出在保证温度分辨率的前提下缩短系统温度响应时间的方法,改善了系统的信噪比,提高了系统的实用性.     

光纤分布式布里渊散射传感技术的发展

随着对光纤中非线性效应的不断研究,布里渊散射由于可以同时测量外界环境的温度和应变且测量范围与测量精度均较高,使得其在光纤分布式传感领域得到了广泛的重视和研究.本文介绍了光纤布里渊散射的传感原理,综述了基于布里渊光时域反射、布里渊光时域分析和布里渊光频域分析的光纤分布式传感技术的原理及进展,最后从用户需求方面对光纤分布式布里渊散射传感技术的未来发展方向进行了展望.     

光辅助瞬时测量多个微波频率的方法研究

提出一种基于布里渊散射的瞬时测量多个微波信号频率的新方法.待测的包含一个或多个频率的微波信号通过载波抑制双边带调制加载在光载波上,经滤波器输出上边带光信号,将上边带光信号同时送入多个色散位移光纤的一端,另有多个频率间隔为0.1GHz的单频激光分别送入多个色散位移光纤的另一端,若两端的光信号频率差为布里渊频移,则两路光在色散位移光纤发生布里渊散射,上边带光信号强度增强.判断色散位移光纤的输出上边带光信号是否增强即可测得相应频率.该方法频率测量分辨率为0.1GHz,最高测量精度为±0.05GHz.     

受激布里渊散射对光纤的影响分析

光纤中的受激Brillouin散射及其影响是设计光纤激光器必须考虑的问题.本文对受激Brillouin散射的原理,光纤激光器中Brillouin散射的阈值,在某些应用中抑制Brillouin散射的方法,光纤中Brillouin散射的特性,以及这些特性在布里渊光纤放大器、布里渊光纤激光器、布里渊光纤传感器、布里渊光纤相位...     

基于YSPSO-ＲBFN 的布里渊散射谱特征提取

为提高提取到的传感布里渊散射谱的布里渊频偏量的精度,利用压缩因子粒子群优化算法调节权值的ＲBFN( Ｒadial Basis Function Net) 径向基函数神经网络对布里渊散射谱进行特征提取。提出的算法克服了传统ＲBFN 神经网络易于陷入局部极值的缺点,利用PSO( Particle Swarm Optimization) 算法调节权值后向传输网络,对布里渊散射谱进行精度提取,保证了求解的速度和精度。数值分析过程中,利用新型结合算法在不同线宽和不同信噪比大测量范围情况下的散射谱进行参数估计。通过实验获得不同温度下的布里渊散射谱数据,利用YSPSO-ＲBFN( Particle Swarm Optimization with Shinkage Factor Shirnhage Factor-Ｒadical Basis Function) 算法处理实验数据,结果表明,该算法可提高布里渊散射谱特征提取的精度,25 ℃下拟合误差为1． 99 MHz,温度升高拟合误差也在减小。在85 ℃时的频移拟合误差为0． 047 MHz。因此,将该算法用于布里渊散射温度和应变传感系统,可有效提高检测精度。     

m序列编码激励超声探测技术研究

为了提高超声探测系统的信噪比和探测深度,根据编码激励超声探测原理,对m序列的编码发射方式和激励超声探测过程进行了仿真研究.结果表明,m序列编码激励超声探测方式能够在噪声淹没信号的情况下提取出有效的回波信号;m序列码长越长,抗干扰性能越强,编码激励超声探测方式可提高超声探测的深度和精度.     

基于超结构光纤光栅的自发布里渊散射检测系统设计与实现

为解决光纤背向散射信号中自发布里渊散射信号提取困难的问题,针对自发布里渊散射信号的频谱特点,设计并制作了一种双峰、波长可调结构的超结构光纤光栅滤波器。该滤波器具有滤波抑制比高、滚降特性好、线宽窄、中心波长可调、插损低、稳定性高等特点。通过两级超结构光纤光栅的级联,对瑞利散射信号的抑制达到约30 dB,可以把自发布里渊散射信号的2个峰同时提取出来。在此基础上,搭建了基于布里渊散射技术的全分布式光纤传感实验系统,对长度约为32 km的传感光纤进行了实验测量,在对被测光纤上长度为130、150 m的两段光纤分别施加1200μ,ε温度变化20°C时,系统较清楚地显示出应力、温度对被测光纤的作用效果。测量结果表明,该系统可以实现光纤温度及应力的变化监测。     

OCT系统对单层散射组织的有效探测深度

为了研究光学相干层析术(OCT)系统在细直光束下对高散射生物组织的深度探测能力,介绍并应用了一种基于蒙特卡罗仿真方法的OCT模型.通过对蒙特卡罗仿真结果的统计分析,提出了OCT系统有效探测深度的评估方法,并分析了生物组织的光学特性参数对有效探测深度的影响.研究表明,生物组织的散射系数越小,越有利于提高OCT系统的有效探测深度.     

光散射及其对血液流变参数的测量

 物理学中光散射现象的应用是通过捕捉散射源的散射光谱而获得被试物中丰富信息的，尤其是拉曼散射光谱和布里渊散射光谱，更能给出散射源的精细信息。这种检测具有无毒、无创、快速、准确等优点，若能应用于医学临床中，将使医学临床检测数据更加趋于准确，并能减轻病人的痛苦。本文描述了试图将这一物理现象应用于血液流变参数的检测中时所做的前期分类检测，以及对实验光路、设备、实验方法等所做的研究探索工作。     

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的瞬态解析方法

为了解决空间分辨率和频率测量精度之间的矛盾,将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,建立了运用瞬态受激布里渊散射耦合波方程组描述该系统的数学模型。采用时域有限差分法求解了瞬态受激布里渊散射耦合波方程,仿真拟合了常微分方程组的时域幅值解,并实验验证了脉冲预泵浦瑞利布里渊光时域分析系统散射光功率谱和理论的一致性。结果表明,传感脉冲光、瑞利散射光和声波场三波幅值拟合方程的均方根误差可达0.003 097、0.005 717和0.020 75,沿光纤长度该系统功率谱呈现出携带布里渊信息的瑞利散射特性,可实现光纤温度和应变的传感检测。     

光CATV系统中提高受激布里渊阈值功率方法的研究

受激布里渊散射是限制光CATV传输系统入射功率从而限制系统传输 离的主要障碍,本文研究了光CATV传输系统中提高受激布里渊阈值功率的一种方法－非均匀掺杂光纤光,若光纤纤芯和包层参杂浓度沿传输方向变化,将导致布里渊频移发生变化,增益谱结构变化,最终影响受激布里渊阈值功率。本文分析了阈值功率与布里渊频移分布之间的数量关系,设计了渐增型,周期正弦型、正弦型,三角型和平方型5种沿光传输方向频移分布的方案,比较了它们提高SBS阈值功率的效果,数值计算表明,布里渊阈值功率可提高20dB,可将传输距离提高100km.     

Brillouin scattering spectrum character extraction based on genetic algorithm and seeker optimization algorithm

A new hybrid optimization method based on genetic algorithm(GA) and seeker optimization algorithm(SOA) is presented in this paper. The hybrid algorithm optimizes SOA by using crossover and mutation operations in GA in order to improve the global search ability of SOA. Four algorithms, i.e. particle swarm optimization(PSO), SOA, GA and quantum-behaved particle swarm optimization(GA-QPSO) and GA-SOA are used to process the simulation and experimental data of Brillouin scattering spectrum(BSS) at different temperatures. The results show that GA-SOA improves the accuracy of extracting the center frequency shift and the minimum center frequency of Brillouin scattering spectrum compared with other three algorithms. The shift error is 0.203 MHz. Therefore, GA-SOA can be applied to the accurate extraction of BSS characteristics.     

基于光散射的分布式光纤温度传感器网络及其在智能电网中的应用

介绍了基于光散射的分布式光纤温度传感网络的研究现状和发展趋势,主要阐述了基于瑞利散射、喇曼散射和布里渊效应的分布式光纤传感器的工作原理。在此基础上重点介绍了其在高压电缆、电力线沿线温度测量中的应用情况,探讨了传感光电缆替代原有的电缆和光缆,使光通信、电力传输、传感三合一的趋势。     

单晶 LiTaO3 折射率和声学物理常数的布里渊散射

通过布里渊散射技术, 在背散射几何设置下, 原位获得了钽酸锂(LiTaO₃)单晶样品的折射率. 结合对称散射几何设置, 通过对同一块 X-cut LiTaO₃ 单晶样品进行测试, 得到了其全部独立的声学物理常数(6 个弹性常数、4 个压 电常数和 2 个介电常数). 实验结果与文献报道结果吻合很好.     

电介质的光散射应用研究

从拉曼散射和布里渊散射的原理入手，重点研究了光散射在电介质研究中，特别是在铁电体研究中的应用。