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宽光谱混沌光源在光接入网及光纤传感中的应用

发布时间:2019-04-04 11:09
【摘要】:本论文以半导体光放大器(SOA)光纤环腔构造了一种宽光谱混沌光源,其输出光谱3dB带宽可达60nm,从1500nm至1560nm,覆盖C波段。同时,其输出光的时域波形具有明显的噪声特性,自相关性良好。本文将该SOA环腔光源应用于光接入网的断点检测及光纤传感领域。基于SOA环腔光源的相关光时域反射计可以实现光纤断点的检测,并可以延伸应用至波分复用无源光网络(WDM-PON)中。此外,利用相关函数的特性,可将相关运算作为一种新的传感解调方式应用于光纤传感中。文章主要论述了:(1)SOA环腔混沌光源的基本特性,及其结合相关函数测距的原理。主要介绍了基于SOA环腔的相关光时域反射计及其在WDM-PON断点检测中的应用。在本文实验条件下,该种相关光时域反射计实现了3cm的空间分辨率,并且空间分辨率与测量距离无关。(2)分析了相关运算作为一种新的传感解调方式的可行性和独特性,该法以相关峰值来反映待测参量的变化。文章通过轴向应力和环境温度传感实验为例,验证了相关解调在准分布式光纤光栅传感网络中的应用。(3)在相关运算的基础上,提出了分段相关法,用以弥补静态测量的不足。利用分段相关法,对某传感过程的时间序列进行分段相关,可通过相关峰值的波形来连续、动态地反映该传感过程。并以一个振动传感实验验证了分段相关法在传感解调中的应用。
[Abstract]:In this paper, a wide spectrum chaotic light source is constructed by using the ring cavity of semiconductor optical amplifier (SOA) fiber. The 3dB bandwidth of the output spectrum is up to 60 nm, from 1500nm to 1560 nm, covering C band. At the same time, the time domain waveform of the output light has obvious noise characteristics, and the autocorrelation is good. In this paper, the SOA ring cavity light source is applied to the breakpoint detection and optical fiber sensing of optical access network. The correlation optical time domain reflectometer based on SOA ring cavity light source can detect the breakpoint of optical fiber and can be extended to wavelength division multiplexing passive optical network (WDM-PON). In addition, using the characteristics of correlation function, the correlation operation can be used in optical fiber sensing as a new sensing demodulation method. The main contents of this paper are as follows: (1) the basic characteristics of SOA ring cavity chaotic light source and the principle of combining with correlation function ranging are discussed in this paper. This paper mainly introduces the correlation optical time domain reflectometer based on SOA ring cavity and its application in WDM-PON breakpoint detection. Under the experimental conditions of this paper, the spatial resolution of 3cm is realized by the correlation optical time domain reflectometer, and the spatial resolution is independent of the measuring range. (2) the feasibility and uniqueness of correlation operation as a new sensing demodulation method are analyzed. The correlation peak value is used to reflect the change of the parameters to be measured. In this paper, the application of correlation demodulation in quasi-distributed fiber grating sensing network is verified by an example of axial stress and ambient temperature sensing experiments. (3) based on the correlation calculation, a piecewise correlation method is proposed. To make up for the deficiency of static measurement. The piecewise correlation method is used to segment the time series of a sensing process, which can reflect the sensing process dynamically and continuously through the waveform of the correlation peak. The application of piecewise correlation method in sensing demodulation is verified by a vibration sensing experiment.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN915.6;TN253

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本文编号:2453750

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