在高度非线性纤维中同时感知温度和应变,并使用前方Brillouin散射提高性能,在高度非线性纤维中进行扩散

科学领域:

• 光纤传感传感器是指光纤传感器.
• 声波物理学的声波物理学
• 非线性光学是一种非线性光学.

背景情况:

• 同时的温度和应变传感对于结构健康监测至关重要.
• 现有的方法往往需要复杂或昂贵的设备.
• 高非线性纤维 (HNLF) 为增强传感提供独特的特性.

研究的目的:

• 首次使用HNLF的前方Brillouin散射 (FBS) 来证明同时传感温度和应变.
• 研究声学模式对温度和应变的独特反应.
• 开发一种优化模式选择的方法,以尽量减少测量错误.

主要方法:

• 在高度非线性纤维 (HNLF) 中使用前向布里卢恩散射 (FBS).
• 利用辐射声学模式 (R_0,m) 和扭曲-辐射声学模式 (TR_2,m) 的差异反应.
• 选择高阶声学模式以提高灵敏度,并开发一种模式组合选择方法.

主要成果:

• 通过使用 (R_0,18,TR_2,29) 模式组合,实现了低误差 (0.12°C/39 μɛ) 的同时温度和应变传感.
• 通过模拟和实验证明了拟议的模式选择方法的有效性.
• 与后向布里卢因散射 (BBS) 系统相比,验证了成本效益和提高了准确性.

结论:

• 在HNLF中向前布里卢恩散射提供了一种新且准确的方法,用于同时传感温度和应变.
• 拟议的技术提供了一个成本效益高的替代BBS传感器,只需要~1GHz的频率测量.
• 这一进步对需要高精度和效率的分布式传感应用具有重大影响.