黄 强,孙军强,包宇奔,刘新波

(1.华中科技大学 武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430070；2.多电源地区电网运行与控制湖南省重点实验室,湖南 邵阳 422000)

1 引 言

自1966年高琨博士开创性的提出通过改进工艺降低石英光纤损耗使光纤可用于通信以来,光纤通信、光纤传感等相关技术获得了前所未有的发展。近年来,以光波为载体、光纤为媒介、散射为机制的长距离分布式光纤传感技术引起了国内外学者的广泛关注。这些机制主要包括瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射[1-2]。分布式光纤传感技术可实现传感线路上的成千上万个温度、应变点测量,尤其是基于布里渊散射的光纤传感技术对温度点的测量达到了上百万个。长距离分布式光纤传感技术既能对桥梁、高楼等大型建筑物健康进行监视[3-4],又能对高压架空线路、电力电缆等电力设施状态进行监视,在一定程度上可以预防类似于2019年江苏无锡“1010”桥梁垮塌事故、2012年哈尔滨“824”高架桥垮塌事故、2008年冰灾的再次发生,从而减少经济损失。

长距离分布式布里渊光纤传感技术中,布里渊光时域分析技术(BOTDA),布里渊光频域分析技术(BOTFA)、布里渊光相关域分析技术(BOCDA)都是利用泵浦脉冲光和连续探测光同时反向传输产生受激布里渊散射(SBS)实现参数传感。由于要在传感光纤两端注入光波,这就不可避免地限制了布里渊分析技术的工程应用领域。布里渊反射技术有效地解决了两端注入问题,现有的技术有布里渊光时域反射技术(BOTDR)、布里渊光频域反射技术(BOTFR)、布里渊光相关域反射技术(BOCDR)。……