多参数分布式光纤传感使用双Brillouin峰值光纤在Brillouin光学时间域分析

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 光纤传感系统往往面临着精度的挑战,原因是多Brillouin峰值纤维的局限性.
• 专用纤维的高阶声学模式通常表现为弱Brillouin增强,导致显著的测量错误.

研究的目的:

• 为了演示一个多参数纤维传感系统,利用一种新的双Brillouin峰值特种纤维.
• 为了增强 Brillouin 增强响应从更高阶的声学模式,以提高传感精度.

主要方法:

• 开发一种具有两个明显的Brillouin增益峰值的特种纤维.
• 刺激布里卢恩散射 (SBS) 分析以描述纤维的反应.
• 区分性应变和温度测量的实验验证.

主要成果:

• 拟议的光纤实现了基本和更高阶声学模式的可比振幅水平.
• 显著降低了布里卢恩频率转移误差,从而提高了应变和温度精度 (±13μɛ,±0.5 °C).
• 对于每个峰值 (峰值1:47kHz/μɛ,1.15MHz/°C;峰值2:51kHz/μɛ,1.37MHz/°C) 证明了不同的应变和温度系数.

结论:

• 双Brillouin峰值光纤为现有的多BGS峰值光纤提供了可行的替代方案,克服了较弱的上级模式增益的局限性.
• 增强的增益和独特的系数使得准确的,有区别的应变和温度测量可以在没有复杂的设置的情况下进行.
• 这种纤维对于需要精确应变和温度监测的应用,如远距离天然气管道监测,是非常有益的.