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相位敏感型光时域反射传感系统光学背景噪声的产生机理及其抑制方法

发布时间:2018-01-20 06:14

  本文关键词: 相位敏感型光时域反射 光学背景噪声 光源频漂 偏振相关噪声 出处:《物理学报》2017年07期  论文类型:期刊论文


【摘要】:相位敏感型光时域反射(Φ-OTDR)传感系统具有响应速度快、灵敏度高等优点,能够实现对微弱扰动的分布式检测,在重大设施的入侵警戒、大型工程结构的健康监测等领域具有广阔应用前景.然而,与传统的OTDR传感系统不同,Φ-OTDR系统中存在着激光器中心频率漂移、偏振相关的噪声、光纤应变与干涉强度非线性对应关系引起的测量失真等光学背景噪声,对有效信号的提取形成了不可忽视的干扰,从而限制了Φ-OTDR传感系统在实际应用环境下的传感性能.本文对这些光学背景噪声的产生机理进行了深入分析,并提出了相应的噪声抑制方法.实验结果表明,本文提出的方法可以有效抑制Φ-OTDR传感系统中的光学背景噪声,并显著提高传感系统性能.
[Abstract]:Phase sensitive optical time domain reflectometry (-OTDR) sensing system has fast response speed, high sensitivity, can realize the detection of distributed weak disturbance, in the major facilities of intrusion alert, and has broad application prospects in areas such as health monitoring of large engineering structures. However, unlike the traditional OTDR sensing system, there is a laser the center frequency drift with -OTDR system, polarization dependent noise, optical fiber strain and the interference intensity of nonlinear relationship caused by measuring distortion of optical background noise, extract the effective signal to form interference can not be ignored, thus limiting the sensing performance with -OTDR sensing system in practical application environment. The mechanism of these optical background noise is analyzed, and puts forward the corresponding methods to eliminate the noise. The experimental results show that this method can effectively inhibit -OT The optical background noise in the DR sensing system and the performance of the sensing system are significantly improved.

【作者单位】: 南京大学光通信工程研究中心;南京大学近代声学教育部重点实验室;北京邮电大学自动化学院;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:61627816,61540017,61405090,61307096) 北京财政支持的“城市地下基础设施的光纤检测平台”资助的课题~~
【分类号】:TP212
【正文快照】: 传统OTDR传感系统的光学背景噪声,主要包括1引言由激光器中心频率漂移引起的曲线畸变,由光纤局部双折射变化引起的偏振相关噪声(PRN)以及由1993年,相位敏感型光时域反射计(phase-于光纤应变与干涉强度非线性对应关系引起的测sensitive optical time domain reflectometer,Φ-O

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