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Updated: Jul 24, 2025

13:31
High Speed Sub-GHz Spectrometer for Brillouin Scattering Analysis
Published on: December 22, 2015
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在DAS中的布里卢因散射诱导噪声:一个案例研究
Boris G Gorshkov1,2, Denis E Simikin2,3, Alexey E Alekseev3
1Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Vavilov Street 38, 119991 Moscow, Russia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 8, 2023
概括
自发的Brillouin散射 (SpBS) 在分布式声学传感 (DAS) 中显著增加噪声. 拒绝SpBS波,特别是使用宽带光学探测器,可以有效地减少这种占主导地位的噪声源.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 传感技术 传感技术
背景情况:
- 自发的Brillouin散射 (SpBS) 是光纤的内在现象.
- 在分布式声学传感 (DAS) 系统中,SpBS有助于噪声.
- 了解SpBS噪声对于提高DAS性能至关重要.
研究的目的:
- 分析自发的布里卢恩散射 (SpBS) 作为分布式声学传感器 (DAS) 中的噪声源.
- 量化由SpBS引起的噪声功率.
- 调查用于减轻DAS中的SpBS噪声的方法.
主要方法:
- 对SpBS强度波动的实验分析.
- 确定SpBS斯托克斯波强度的概率密度函数 (PDF).
- 与雷利背散相对的SpBS噪声功率的估计.
- 对不同的光谱配置进行噪声组成分析.
- 实施一个不对称的马赫-泽恩德干扰仪 (MZI) 用于SpBS排斥.
主要成果:
- 在DAS中,SpBS强度波动增加了噪声功率.
- 频谱选择的SpBS Stokes波强度的PDF遵循一个负指数分布.
- 斯普斯噪声功率大约比雷利反向散射功率低18dB.
- 在分析的DAS配置中,SpBS噪声被确定为主要的噪声源,超过了热,射击和相位噪声.
- 在光探测器输入处拒绝SpBS波可以降低噪声功率.
结论:
- 自发的Brillouin散射在DAS中是一个重要的噪声贡献者.
- 拒绝SpBS波,特别是用于短脉冲的宽带光探测器,是减少噪声的有效策略.
- 使用不对称的马赫-泽恩德干扰仪证明了用于减轻SpBS噪声的实用方法.

