基于布里渊放大结构的分布式光纤温度传感技术的研究

阐述了一种基于布里渊放大结构的分布式光纤温度传感技术,该技术利用了光纤中布里渊频移与温度的依赖关系。本文从传感光纤的结构特点和材料的物性系数出发,在理论上证明了光纤温度与布里渊频移量之间存在线性关系。基于此传感技术建立了一实验系统。测试数据证明了理论分析的正确性。     

液体介质受激布里渊散射(“SBS”)实验研究

使用染料调Q红宝石激光器得到了水.二硫化碳等液体介质的受激布里渊散射(“SBS”)。测量了布里渊频移及能量转换率,对所观察现象进行了讨论.     

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.     

基于布里渊散射理论的分布式测量技术

一、前言 BOTDR是基于布里渊后向散射理论而开发的分布式光纤测试设备。根据布里渊后向散射理论,在布里渊散射中,散射光的频率相对于注入光有一个频移,该频移称为布里渊频移。布里渊散射光频移大小与光纤材料声子的特性有直接关系。     

基于双斜坡法的光纤应变快速测量方法

为了提高基于布里渊散射的光纤应变测量的实时性,将仅根据两个工作点布里渊增益计算布里渊频移的双斜坡法用于光纤应变测量。介绍了双斜坡法的基本原理,基于仿真布里渊谱研究了左右两侧工作点选择对布里渊频移计算准确性的影响规律,确定了最佳的工作点。基于确定的最佳工作点和不同信噪比的布里渊谱,研究了信噪比对双斜坡法和最小二乘拟合法准确性的影响规律。结果表明,双斜坡法的两个工作点围绕光纤沿线布里渊频移的均值对称时误差最小;随两个工作点频率之差的增加布里渊频移误差先减小后增大。相似准确性下双斜坡法的布里渊谱测量时间仅为最小二乘拟合法的1/30左右,布里渊频移的计算时间仅约为后者的1/480。     

基于布里渊散射光纤传感器的轨道监测研究

该文详细介绍了外界因素应变和温度变化时布里渊频移的变化的关系,说明了光纤布里渊散射传感的原理,分析了布里渊散射光纤传感器在轨道监测中的可应用性,以及轨道监测在铁路运营中的重要性,最后提出了一种布里渊散射光纤传感器监测系统结构。     

外差激光雷达测量水体布里渊散射可行性研究

该文分析外差激光雷达测量水体布里渊散的可行性。借助测量水体布里渊散射的频移，可得到水体声速或温度。文中利用两条^127I2吸收线锁定激光输出频率，产生稳定的频差约为7.5GHz发射激光和激光本振，通过对^127I2吸收线稳定度、激光频率稳定度、系统信噪比和反演精度的分析和计算机模拟，得出水体深度25m以内水体布里渊散射频移的测量误差可以控制在2.5MHz以内，达到水中声速0.6m/s或温度0.1℃的测量精度。     

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.     

聚苯乙烯的受激布里渊散射实验研究

用染料调Q红宝石激光器激发了聚苯乙烯的后向受激布里渊散射,测量了室温下的布里渊频移、入射激光转换为布里渊后向散射辐射的能量转换率、增益系数,计算了介质中的声速。     

布里渊光时域分析传感器扰偏性能研究

普通单模光纤中存在的偏振效应会对布里渊光时域分析传感器性能产生较大影响。理论分析并实验研究了扰偏器对布里渊光时域分析传感器性能的影响。结果表明,采用扰偏器时光纤末端处的检测信号增益的均方根误差相对于不采用扰偏器时降低约4.26dB,有效地抑制了检测信号的偏振起伏,降低了系统偏振噪声;信号增益提高约1.14dB,降低了信号的偏振相关衰落;布里渊频移的均方根误差降至1.6MHz,提高了布里渊频移的测量准确度。     

混合液体介质的受激布里渊散射

本文给出了理想二元混合液体受激布里渊散射的频移表示式。实验结果与理论预期值相符合。讨论了利用混合介质受激布里渊散射效应调谐激光频率和产生可调谐相干声辐射的可能性及意义。     

川中凝析油的声速及弹模的“SBS”测定

本文叙述了以石油作样品,摄制受激布里渊散射谱图,算出频移,石油的声速和弹模的原理、方法及其意义。     

氯化钠水溶液的受激布里渊散射效应研究

摘要:在一般情况下,任何介质内部均存在着由于大量质点统计热运动所引起的弹性声波场振动.这种弹性声波场运动可分解为无数单色简谐平面波的运动将引起介质密度随空间和时间的周期性起伏变化,此时,整个介质的光学特性类似于一个运动着的三维光栅,因此能引起入射光波场的衍射(即散射)效应.在实验中得到了受激布里渊(SBS)谱,并从而计算了SBS频移、Stokes线宽、声速等.NaCl水溶液的浓度因素对NaCl的SBS影响,可由实验得到.受激布里渊频移和声速都随浓度的增加而增加.含NaCl水溶液声速大于纯水中     

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。     

光波的两种频移

本文分析光波在引力场中的频移，讨论光波多普勒效应频移的普遍公式，运用光波频移探讨宇宙的模型。     

用G-L变换对多普勒效应的综合分析

通过伽利略变换和洛仑兹变换，给出了多普勒频移公式，这提供了一种新方法，使经典多普勒频移成为相对论多普勒频移的必然近似。此外，文中还对多普勒效应的相关问题进行了讨论。     

基于BOFDA的地下水温模拟监测试验研究

从传统地下水温度监测传感器的不足出发,分析了分布式光纤监测技术的优点,并对常用的几种分布式光纤监测技术进行了比较.将布里渊频域分析技术用于测量地下水温度的可行性进行了分析,总结了地下水温度场的光纤传感器测量布设方案,提出了分布式光纤传感技术测量地下水温度场的数据分析和处理思路.通过室内模拟试验,采用布里渊频域分析技术监测了水温度场的动态变化,取得了良好的效果,验证了布里渊频域分析传感技术测量地下水温度的可行性和优越性.     

弯曲时空中光源及接收器都在运动时的Doppler频移

研究一般弯曲时空中光源及接收器都在运动时的频移变化关系.考虑一般弯曲时空中,当原子的静止质量及其变化相对于引力场中空间坐标不变时,推导出一般弯曲时空中光源及接收器运动时的Doppler频移公式,同时计算特殊情况下的两个例子, 与现行公式一致.     

压电石英晶体在有机液体—水混合体系中的特性

用晶体振荡器研究了压电石英晶体在一系列有机液体与水混合体系中的振荡性能,确定:在此类体系中的晶体频移与纯有机液体或电解质水溶液中的晶体频移变化规律不一致,系与液体的密度、粘度及介电常数有关,符合下一通式:△F=c_1d~(1/2)+c_2η~(1/2)-c_3ε_0+c_0,但电导率无显著影响.检测池外壁接地可显著降低介电常数的影响并提高频率稳定性.温度对频移的影响与体系的含水量有关.     

基于填充混合液体的六边形光子晶体光纤的温度传感

以填充高热敏系数混合液体的六边形光子晶体光纤为温度传感载体,数值求解了受激布里渊散射的波动耦合方程组,从输出斯托克斯光的脉冲个数和功率解调出整个光纤上的温度分布信息.对比不同结构的光子晶体光纤和混合液体的不同配比,数值计算结果表明受激布里渊散射导致的脉冲时延对温度测量的影响可以忽略不计;当四层空气孔的直径均为0.9Λ,酒精和氯仿的体积比为1∶1时,温度分辨率最高,功率测量设备仅需要达到18.3dB的分辨率,这比传统的通过布里渊频移来解析温度变化在精度上提高了大约160倍.为今后研制更高精度的温度传感设备,提供了一定的理论基础.