大功率超窄线宽光纤激光器的φ-OTDR分布式传感系统

"基于大功率超窄线宽单模光纤激光器的φ-光时域反射计光纤分布式传感系统" 本文介绍了一种创新的光纤分布式传感系统，该系统利用大功率超窄线宽单模光纤激光器作为光源。φ-光时域反射计（φ-OTDR）是该系统的基石，它在光纤安全监控领域具有显著的应用潜力。φ-OTDR技术的核心在于对光纤中的瑞利散射光进行相位敏感的监测，以实现对微小扰动的高精度探测。 系统设计中，采用了直径3毫米的细光缆，由普通单模光纤制成，便于室外埋设。当有入侵者在光缆上行走或靠近光缆时，其产生的压力或振动会改变光纤中的瑞利散射光的相位。这个相位变化因干涉效应而引起光强度的波动。系统通过实时比较当前时刻与前一时刻（0.1秒间隔）的后向瑞利散射信号，连续相减以检测这种干涉变化，从而实现入侵位置的精确定位。 经过适当的数据处理，该φ-OTDR传感系统展现出卓越的性能，定位精度高达50米，这是迄今为止φ-OTDR系统报道的最高定位精度。其定位范围可覆盖14公里，信噪比约为12 dB，显示了良好的信号质量和较高的灵敏度。因此，该系统非常适合应用于军事基地、国界线、核设施以及监狱等关键场所的安全防护，能有效地提高这些场所的防护水平和响应速度。 文章进一步强调了该系统的实用性和可靠性，这得益于其基于光纤光学和光时域反射计的原理，以及对相位变化的高度敏感性。同时，入侵检测能力的提升得益于大功率超窄线宽单模光纤激光器的使用，它能提供稳定的光源，提高系统的探测效率和准确性。 这一科研成果不仅展示了光纤光学、分布式传感和光时域反射计技术的最新进展，还预示着未来在安全监控领域的广泛应用前景。通过深入研究和优化，该系统有望在更多场景下发挥重要作用，提升安全防护的智能化和精细化水平。