基于φ-OFDR的高空间分辨率准分布式声学传感与相位噪声抑制

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 光纤传感传感器是指光纤传感器.
• 声学传感 声学传感 声学传感

背景情况:

• 准确的相模解调在准分布式声学传感对于性能至关重要.
• 激光,强度和色等噪音源对相变调精度有显著影响.
• 现有的方法难以同时实现高空间分辨率和远距离传感.

研究的目的:

• 通过使用 φ-OFDR 来演示具有高空间分辨率的准分布式声学传感器.
• 分析和抑制影响相变调精度的噪声源.
• 为了实现厘米和毫米空间分辨率的远距离传感能力.

主要方法:

• 采用相位敏感的光学频域反射计 (φ-OFDR).
• 通过注射锁定利用了两个低噪音线性频率扫描仪 (LFSs),具有不同的扫描范围.
• 集成了一种秒激光刻录弱反射阵列 (WRA) 和相位指数方法 (PIM) 来抑制噪声.

主要成果:

• 成功解调的振动信号超过1公里,空间分辨率为2厘米,使用12GHz的LFS和2厘米的WRA间隔.
• 使用52GHz的LFS和5毫米的WRA间隔,证明了5毫米的超高空间分辨率.
• 有效地抑制了激光,强度和色的相位噪声.

结论:

• 开发的φ-OFDR系统为准分布式声学传感提供了强大的解决方案.
• LFS,WRA和PIM的组合有效地减轻了噪声,提高了准确性.
• 该系统实现了前所未有的远距离和高空间分辨率传感能力.