混沌光在光纖中的布里淵散射特性及其應(yīng)用研究.pdf

1、基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)可以準確測量光纖沿線上任意一點的溫度、應(yīng)變等信息，具有抗電磁干擾、工作頻帶寬、動態(tài)范圍大等特點，且其測量精度、空間分辨率和測量范圍均優(yōu)于其他分布式光纖傳感技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于橋梁、隧道、大壩、建筑物等的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中，但其存在無法同時實現(xiàn)長距離和高分辨率傳感的問題。鑒于混沌光具有高受激布里淵散射閾值、寬帶寬、相干長度小等優(yōu)勢，故將混沌光引入基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)中以期解決該難題。
　　本

2、文研究了混沌光在光纖中的后向散射特性，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于混沌光的布里淵散射分布式光纖溫度傳感實驗系統(tǒng)，并對其結(jié)果進行了分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　1)介紹了由光反饋產(chǎn)生混沌光的實驗裝置及其原理；分析了混沌光的輸出曲線，得出其具有寬帶寬、頻譜平坦、中心頻率和相干長度可調(diào)、類噪聲等特性。
　　2)研究了混沌光在光纖中的布里淵散射特性。發(fā)現(xiàn)混沌光在光纖中產(chǎn)生的后向布里淵散射光反斯托克斯光頻處出現(xiàn)光譜凹陷的現(xiàn)象，理論和實驗證明了

3、該現(xiàn)象是由于混沌光本身光譜成分的相關(guān)特性導(dǎo)致，即中心波長處的混沌光和反斯托克斯光頻處的混沌光具有相似的性質(zhì)。在受激布里淵散射過程中，反斯托克斯光頻處的混沌光轉(zhuǎn)化為斯托克斯光，出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象。
　　3)實驗分析了混沌光注入功率和光纖長度對布里淵散射斯托克斯光線寬和后向散射光功率的影響。當(dāng)混沌光注入功率較低，使其處于自發(fā)布里淵散射階段時，斯托克斯光線寬隨混沌光注入功率的增大并無改變；繼續(xù)增大混沌光注入功率，當(dāng)其出現(xiàn)受激布里淵散射時，斯托

4、克斯光線寬隨混沌光注入功率的增大先減小后趨于不變。斯托克斯光的線寬隨光纖長度的增加先減小后趨于不變。后向散射光功率隨混沌光注入功率的增大和光纖長度的增加先增大后趨于飽和。進一步，討論了混沌受激布里淵散射閾值的影響因素，并得出混沌受激布里淵散射光閾值很高，比傳統(tǒng)的連續(xù)光注入光纖產(chǎn)生的受激布里淵散射閾值高約19dB。
　　4)搭建了基于混沌光的布里淵散射分布式光纖溫度傳感實驗系統(tǒng)。將混沌光作為該系統(tǒng)的光源，調(diào)節(jié)參考臂的長度使具有相同相