157公里无中继BOTDA：脉冲编码与图像处理技术

"这篇论文详细介绍了在光纤传感器领域的一项创新技术，即采用脉冲编码和图像处理方法实现157公里的布里渊光时域分析仪(BOTDA)。由钱先洋、王子南等研究人员完成，他们在实验中利用了光纤随机激光拉曼泵浦和低噪声半导体拉曼激光器的混合放大方案，成功地扩展了无中继传感距离至157.68公里。这项工作是在中国电子科技大学的光纤传感与通信国家重点实验室进行的，并得到了多项科研基金的支持。" 论文的核心内容包括以下几个关键知识点： 1. **光纤光学传感器**：这是一种用于测量各种物理参数（如温度、压力、应变等）的设备，通过检测光纤中的光信号变化来实现远程和分布式监测。在这项研究中，光纤被用作传感媒介，利用其独特的性质进行长距离的无中继信号传输。 2. **脉冲编码**：这是一种信号处理技术，通过改变脉冲的幅度、频率或相位来编码信息。在BOTDA系统中，脉冲编码可以提高信噪比，优化数据传输效率，从而提高传感系统的性能。 3. **分布式放大**：研究中采用了随机光纤激光拉曼泵浦和低噪声半导体拉曼激光器的组合，实现对信号的分布式放大。这种放大方式能够减少信号在长距离传输过程中的衰减，确保在157公里的范围内保持足够的信号强度。 4. **布里渊光时域分析仪(BOTDA)**：这是一种用于测量光纤沿线温度和应变分布的光纤传感技术。它利用光纤中的布里渊散射现象，通过发送和接收特定的光脉冲，分析返回的信号来获取信息。在这项研究中，BOTDA的传感范围显著扩大，对于远程监测和故障定位具有重要意义。 5. **图像处理**：虽然在摘要中没有详细说明，但图像处理技术可能用于解析和分析由BOTDA系统收集的数据，提高数据的解析度和准确性，使得在长距离下的微小变化也能被准确捕捉。 6. **科研基金支持**：该研究得到了中国国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科研业务费、光电缆制造技术国家重点实验室开放基金、国际科技合作基地(PCSIRT项目)以及“111计划”等多个项目的资助，表明这项工作在科研领域内具有重要地位。 7. **作者简介**：主要作者钱先洋和通讯作者王子南分别在分布式光纤传感器和随机光纤激光及分布式光纤传感领域有深入研究。他们的工作为光纤传感技术的进步做出了贡献。 这篇论文的研究成果展示了在长距离光纤传感领域的重大突破，为未来更高效、更精确的分布式光纤传感器设计提供了新的思路和技术手段。