基于微波调制移频的布里渊光时域分析仪关键技术研究

《基于微波调制移频的布里渊光时域分析仪关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、＊＊＊■－＇？一：．＇ａ？：：：巧；ｒ該邱讀器填黎扭Ｖ；為ｊ辩黯话＾雜装黎鑽監韋擠黄确擊唐镑葬＾综毅＾片．：：漏ｉ？＾＾Ｂ圓ｉ＾誦議ｌ誦勤攫！＇Ｉ＇＇■＇：＾－、為照端片．ｙ苗巧＾：重：请萬親蟲片掉項髮鑛Ｓ鐘諭辑请；＾；；’議議誦證＇鱗齡辆＼１／ＩＡ？？庫＞１Ｌｊ朵ｉ种泼香公＂ＶＯＦＥＬＥＣＴＲＥＡＮＤＴＥＣＨＨＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＵＭＩＶＥＲＯＮＩＣＳＣＩＥＨＣ硕±学位化文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ：ｊ：：＂乂＂＂Ｉ论文题目基于微波调制移

2、频的布里淵光时域分析仪关键技术妍究学科专业光学工程＇学号２０１２２１０５（。３２作者姓名樊宣佑ｇ指导教师张晓霞教授．，，血一按；ｉＡ１＿分类号密级注。０£＿＾学位论文基于微波调制移频的布里渊光时域分析仪关键技术妍究（题名和副题名）樊宣佑Ｃ作者姓名）指导教师张晓霞教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕ｄｂ学科专业光学工程提交论文日期２０１６．０４．１８论文答辩日期２０１６．０５．０３学位授予单位和日期

3、电子科技大学２０１６年６月３０日答评辩委员会主席弯承乎注阅人谦到础章參１峰１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。RESEARCHANDOPTIMIZATIONOFBRILLOUINOPTICALTIMEDOMAINANALYZERBASEDONMICROWAVEEXTERNALMODULATIONMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineeringAuthor:XuanyouFanAdvis

4、or:XiaoxiaZhangSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要布里渊型分布式光纤传感器以光纤作为敏感介质，有着距离长、灵敏度高、空间适应性好的优点，能对连续线性空间的应变、温度信息进行测量，成为了一种拥有良好市场前景的传感器。但该光纤传感器在安防、结构监测及航空航天等领域仍存在传感精度低和空间分辨率不足的问题，无法满足实际需要。因此，本文针对如何获得高空间分辨率与高测量精度问题，开展基于微波调制光移频的BOTDA相关技术研究。论文主要研究工作如下：阐述了布里渊光纤传感器的使用价值及国内外的发展情况。根据

5、光纤中不同散射光的原理，研究了各类光纤传感器的关键技术和系统特点，并从空间分辨率、测量精度以及测量范围的角度横向分析各类光纤传感器的优缺点。根据光纤中散射光的基本原理，推导了各类散射光产生的过程，针对布里渊散射光展开了相应研究。随后利用布里渊散射光的产生原理及特点，建立了光纤中布里渊散射信号的理论模型，研究了光纤中影响布里渊散射光的因素，并对布里渊散射光与温度、应变的关系进行了仿真分析。利用受激布里渊放大原理并依据微波频移调制技术，构建了新型的布里渊光时域分析系统（BOTDA）。详细阐述了该BOTDA系统的运行原理，分析了各类因素对系统中关键指标（如：测量精

6、度、空间分辨率、测量距离等）的影响。依据系统中各类器件与系统指标的关系，确定系统中核心器件的选择、计算出核心器件需要设定的参数。根据建立好的微波外调制BOTDA理论模型，搭建出具体的实验系统，获得布里渊信号及微波移频调制得到的探测光。根据得到的原始信号特点，选择叠加平均算法作为该系统的软件解调方案。最后，搭建BOTDA的实验装置，得到BOTDA系统对温度和应变的测试结果。最后得到该系统的空间分辨率为1m，应变的测量范围为3710.56με（389.46g），能够测量的最高温度为80°C，应变和温度的最高测量精度分别为20με和0.8°C。关键词：布里渊，分布

7、式光纤传感器，温度，应变IABSTRACTABSTRACTDistributedfibersensorwhichtakesopticalfiberassensingcarrier,ischaracterizedbylongdistance,highsensitivityandgoodspaceadaptability.Itcanbeusedformeasuringthecontinuoussensinginformationinthespaceandtime.Thismakingdistributedfibersensortechnologybecomesa

8、mainstreamsensingtechnolog