分布式光纖傳感與信息處理技術(shù)的研究及應(yīng)用.pdf

1、光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的，以光波為載體，光纖為媒介，感知和傳輸外界被測(cè)量信號(hào)的新型傳感技術(shù)。分布式光纖傳感技術(shù)可以在整個(gè)光纖長(zhǎng)度上對(duì)沿光纖分布的環(huán)境參量進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，同時(shí)獲得被測(cè)量的空間分布狀態(tài)，在民用和軍事上具備廣泛的應(yīng)用前景，因此成為目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。 本論文從長(zhǎng)距離、高精度、多信道及信號(hào)解調(diào)簡(jiǎn)單等研究角度，針對(duì)全分布式、準(zhǔn)分布式光纖傳感和信息處理技術(shù)進(jìn)行了深入的理論和實(shí)驗(yàn)研

2、究，并探討其應(yīng)用價(jià)值。主要研究成果如下： (1)提出全分布式長(zhǎng)程馬赫－澤德干涉(MZI)及直流光環(huán)路定位兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，研究直線型和環(huán)型結(jié)構(gòu)的兩種新型MZI分布式光纖振動(dòng)傳感器，分別適合于長(zhǎng)距離管線監(jiān)測(cè)和周界監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)振動(dòng)的高精度檢測(cè)和準(zhǔn)確定位。 (2)提出一種環(huán)路反饋型非平衡MZI傳感技術(shù)。通過(guò)無(wú)源或有源光纖反饋環(huán)路，在MZI中引入多光束干涉。相比傳統(tǒng)MZI，其相位檢測(cè)靈敏度提高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。 (3)提

3、出一種連續(xù)內(nèi)刻高密度全同弱布拉格反射周期結(jié)構(gòu)的新型傳感光纖以及一種基于時(shí)間域和頻率（波長(zhǎng)）域二維空間數(shù)據(jù)分析的“光波長(zhǎng)時(shí)域反射”的創(chuàng)新技術(shù)，可同步實(shí)現(xiàn)精密傳感與準(zhǔn)確定位，并由此構(gòu)建大容量、長(zhǎng)距離、精密測(cè)量、準(zhǔn)確定位的準(zhǔn)分布式光纖傳感系統(tǒng)。 (4)提出一種多信道的溫度異常報(bào)警傳感技術(shù)。利用多波長(zhǎng)啁啾取樣光柵的多信道波長(zhǎng)反射特性，每個(gè)信道波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)波長(zhǎng)比對(duì)檢測(cè)，結(jié)合時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警與定位位置。這種傳感器不需