全光信號處理輔助的高空間分辨率OFDR技術研究.pdf

1、上海交通大學碩士學位論文全光信號處理輔助的高空間分辨率OFDR技術研究碩士研究生：許聃學號：1120349161導師：何祖源申請學位：工程碩士專業(yè)學位學科：電子與通信工程所在單位：上海交通大學答辯日期：2015.01.07授予學位單位：上海交通大學上海交通大學碩士學位論文全光信號處理輔助的高空間分辨率OFDR技術研究摘要光纖傳感技術相比較于傳統(tǒng)電子傳感技術，具有無可比擬的技術優(yōu)勢，可以應用于從工程到醫(yī)學等多種領域。其中，基于分布式光纖傳

2、感技術的光頻域反射儀(OpticalFrequencyDomainReflectometryOFDR)憑借著極高的空間分辨率和極高的靈敏度被廣泛應用于各種高端監(jiān)測領域。OFDR系統(tǒng)的高空間分辨率要求光源的頻率掃描范圍大且線性度好，為了避免非線性掃頻的影響，可以采用光源外調制的方法實現(xiàn)光源掃頻。然而，由于原理本身和工藝的限制，尤其是機械、電子瓶頸和材料帶寬的限制，使得外調制方法中激光掃頻的速度、帶寬等性能的進一步提升變得極為困難。針對這一

3、難題，本課題采用全光信號處理輔助的方法，得到了高速寬帶的激光掃頻。本文提出了使用馬赫增德爾電光調制器調制出的高階邊帶光作為具有掃頻特性的光載波導入OFDR系統(tǒng)的方案。相對傳統(tǒng)OFDR系統(tǒng)使用第一階調制邊帶進行掃頻，第N階邊帶將具有N倍的掃頻范圍。在此基礎上，提出了級聯(lián)四波混頻方案，基于光纖非線性效應構建出了具有更寬掃頻范圍的光源系統(tǒng)。根據(jù)理論分析，搭建了OFDR實驗系統(tǒng)進行方案驗證。實驗過程中，由于掃頻邊帶功率太低，為了獲得有效的測量結