在 Φ-OTDR 中减轻激光相位噪声和频率漂移的影响,通过延迟节拍差相位解调

科学领域:

• 光学传感和计量技术
• 光子学和激光技术的发展
• 通信中的信号处理.

背景情况:

• 异质连贯相位敏感光学时域反射计 (Φ-OTDR) 易受干扰色和激光相位噪声的影响,影响了模块化相位的准确性.
• 虽然干扰色通常可以通过算法进行管理,但在 Φ-OTDR 系统中,减轻激光相位噪声和频率漂移仍然是一个重大挑战.
• 精确的相模解调对于 Φ-OTDR 应用中可靠的干扰检测和定位至关重要.

研究的目的:

• 提出和验证一种新的延迟节拍差相解调方法,用于连贯的 Φ-OTDR.
• 为了减轻激光相位噪声和频率漂移对相位解调精度和稳定的有害影响.
• 为了提高延迟节拍连贯的 Φ-OTDR 系统的性能,以提高传感能力.

主要方法:

• 引入了延迟节拍差分相变调技术,将雷利反射光分成两个带有时间延迟的光束.
• 然后,这些光束与与相同光路径共享的局部光束进行异构.
• 两个节拍信号之间的相差被用于提取干扰信息,取代了传统的范围差相位方法.

主要成果:

• 拟议的方法有效地抑制激光相位噪声和频率漂移,通过确保局部光源同时产生.
• 实验结果表明,相解调的精度和稳定性得到了显著改善.
• 与传统方法相比,实现了11.37dB的低调相位噪声和12.69dB的相位偏移.

结论:

• 延迟节拍差相解调方法为克服 Φ-OTDR 中激光诱导的相位噪声和频率漂移提供了强大的解决方案.
• 这种进步导致在光学传感中检测干扰的准确性和稳定性方面提高了性能.
• 该技术有望在各种应用中提高 Φ-OTDR 系统的可靠性和有效性.