大规模复用FBG阵列：随机变化特征参数提高分布式传感性能

"这篇研究论文探讨了具有随机变化特征参数（RVCP）的光纤布拉格光栅（FBG）阵列在分布式传感中的大规模复用技术。通过控制每个FBG的中心波长和相邻FBG之间的光栅间距的随机变化，可以实现低频谱屏蔽串扰和多反射串扰，从而提高传感系统的信噪比和解调精度。实验在10米长的光纤上成功实现了10,000个FBG的大规模复用。" 光纤布拉格光栅（FBG）是一种广泛应用于光通信和传感领域的光学元件，其工作原理基于布拉格反射，即当入射光的波长与光栅的周期相匹配时，光会被反射回去。在分布式传感系统中，FBG阵列通常被用来监测温度、压力、应变等物理参数，但随着FBG数量的增加，串扰问题会变得严重，影响系统性能。 本研究提出了一种创新方法，通过让FBG的中心波长和相邻FBG间的光栅间距在受控范围内随机变化，实现了降低串扰的效果。这种随机变化使得反射光谱分布更加分散，减少了同一频段内的相互干扰。FBG的低反射率（小于-45分贝）进一步降低了串扰程度，增强了复用能力。这意味着更多的FBG可以在同一光纤中并行使用，而不会显著降低信号质量。 大规模复用技术对于实现高密度、长距离的分布式传感网络至关重要。在实验中，研究者成功地在10米的光纤上复用了10,000个FBG，这展示了该技术的潜力。这样的系统不仅可以提供高分辨率的传感数据，还能够覆盖更大的地理范围，这对于基础设施监控、环境监测以及工业应用等领域具有重大意义。 此外，论文还指出，通过这种RVCP-FBG阵列，可以显著提高分布式传感系统的信噪比和解调精度。更高的信噪比意味着更准确的测量结果，而解调精度的提升则有助于减少解码错误，从而确保了数据的可靠性。这将促进未来分布式传感系统的设计和优化，推动相关技术的发展。 这篇研究论文展示了具有随机变化特征参数的光纤布拉格光栅阵列在大规模复用上的潜力，解决了传统FBG阵列面临的串扰问题，提高了分布式传感系统的整体性能。这一创新技术对于扩展光纤传感的应用领域和提升其性能具有重要价值。