分布式光纤传感技术VIP免费

分布式光纤传感技术 瑞利散射是入射光与介质中的微观粒子发生弹性碰撞引起的，散射光的频率与入射光的频率相同。一般采用光时域反射（OTDR）结构来实现被测量的空间定位。瑞利散射的原理是沿光纤传播的光在纤芯内各点都会有损耗，一部分光沿着与光纤传播方向成180°的方向散射，返回光源。利用分析光纤中后向散射光的方法测量因散射、吸收等原因产生的光纤传输损耗和各种结构缺陷引起的结构性损耗，通过显示损耗与光纤长度的关系来检测外界信号场分布于光纤上的扰动信息。由于瑞利散射属于本征损耗，因此可以作为应变场检测参量的信息载体，提供沿光路全程的单值连续检测信号。 利用光时域反射（OTDR）原理来实现对空间分布的温度的测量。当窄带光脉冲被注入到光纤中去时，该系统通过测后向散射光强随时间变化的关系来检查光纤的连续性并测出其衰减。入射光经背向散射返回到光纤入射端所需的时间为 t，激光脉冲在光纤中所走过的路程为 2L=v*t。v是光在光纤中传播的速度，v=c/n，c为真空中的光速，n为光纤的折射率。在t时刻测量的是离光纤入射端距离为 L处局域的背向散射光。采用OTDR技术，可以确定光纤处的损耗，光纤故障点、断点的位置。 可以看出，在光纤背向散射谱分布图中，激发线0v 两侧的频谱是成对出现的。在低频一侧频率为0vv  的散射光为斯托克斯光Stokes；在高频的一侧频率为0vv  的散射光为反斯托克斯光anti-Stoke，它们同时包含在拉曼散射和布里渊散射谱中。 光纤中的散射光谱 1. 基于瑞利散射的光纤传感技术原理 瑞利散射主要特点有： (1) 瑞利散射属于弹性散射，不改变光波的频率，即瑞利散射光与入射光具有相同的波长。 (2) 散射光强与入射光波长的四次方成反比，即 41( )I (3 1) 上式表明，入射光的波长越长，瑞利散射光的强度越小。 (3) 散射光强随观察方向而变，在不同的观察方向上，散射光强不同，可表示为 20( )(1cos)II(32) 其中， 为入射光方向与散射光方向的夹角；0I 是/ 2方向上的散射光强。 (4) 散射光具有偏振性，其偏振程度取决于散射光与入射光的夹角。自然光入射到各项同性介质中，在垂直于入射方向上的散射光是线偏振光，在原入射光及其反方向上，散射光仍是自然光，在其他方向上是部分偏振光，偏振程度与 角有关。 对于光纤中脉宽为W的脉冲光，它的瑞利散射功率PR为 2RSvPPSW(33 ) 当光波在光纤中向前传输时，会在光纤沿线不断...