李晓娟,李永倩,张立欣

(华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071003)

多波长自外差检测布里渊光时域反射系统

李晓娟,李永倩,张立欣

(华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071003)

为了减小相干瑞利噪声,提出了一种多波长瑞利和布里渊自外差检测布里渊光时域反射系统。分析了相位调制产生多波长探测光的机理及三波长系统的自外差检测原理;搭建单波长和三波长自外差检测布里渊光时域反射系统,获得了沿光纤的自外差信号功率和布里渊频移。实验结果表明,相对于单波长系统,三波长系统有效地减小了相干瑞利噪声引起的功率波动,信噪比提高近4.56 dB;布里渊频移波动的均方根误差降低2.2 MHz。

光纤光学;多波长探测光;自外差检测;布里渊频移;功率

0 引言

自1989年以来,布里渊光纤传感技术得到了广泛研究[1-2]。其中,BOTDR(布里渊光时域反射)传感系统利用背向SPBS(自发布里渊散射)的频移和强度与温度和应变的线性关系,结合光时域反射脉冲定位技术,可实现对温度和应变的同时测量,在电力、石油和水利等方面具有广阔的应用前景[3]。

SPBS信号的检测方式包括直接检测和外差检测。直接检测一般采用高精度光学滤波器[4-5],但由于信号功率较低,布里渊频移较小,故检测较为困难;且干涉仪易受外界环境影响,测量精度较低。为了提高信噪比和测量精度,通常采用本地外差和自外差方式对SPBS信号进行检测。Maughan S M等利用本振光和布里渊散射光……