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亚博官网买球-分布式光纤传感在光纤激光中的应用研究
来源:亚博APp买球首选    发布时间:2021-01-09 00:58:02
本文摘要:1章节目录  近些年,伴随着亮度高半导体材料液压柱塞泵技术、双包层增益光纤技术、输出功率合束器等技术的转型,大功率光纤激光器飞速发展。

1章节目录  近些年,伴随着亮度高半导体材料液压柱塞泵技术、双包层增益光纤技术、输出功率合束器等技术的转型,大功率光纤激光器飞速发展。现阶段,多模激光发生器的功率早就超出了20kW。在一定的电加热器标准下,伴随着光纤激光器功率的提高,增益光纤中的温度也随着迅速提高。因为一般增益光纤涂敷层长期稳定的批准温度为80℃,为了更好地搭建长期的稳定工作中,必不可少对光纤激光器增益光纤的温度进行严控。

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光纤

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除此之外,科学研究寻找,光纤中的温度产自必须显著危害大功率光纤激光器的特性。增益光纤中的高溫不容易使大功率光纤激光器的可靠性升高,并导致激光发生器中方式不稳定状况(ModeInstability,MI)的再次出现。

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涉及到科学研究强调,增益光纤中內部温度越高,就会越更非常容易造成方式不稳定状况,超低温则不更非常容易造成方式不稳定状况。此外,光纤中过低的温度产自不容易危害其他的离散系统效用,危害光纤激光器的频率特性。因而,为了更好地保证 大功率光纤激光器的稳定键入,避免 增益光纤在用以全过程中的损伤,对增益光纤中的温度产自进行检测是十分有适度的。现阶段,针对光纤激光器中增益光纤的温度精确测量尚不较多科学研究,文中关键解读传统式分布式系统光纤感测器的基本概念,并依据目前大功率增益光纤温度精确测量的結果,比照并表述哪种感测器方法将来可能作为大功率光纤激光器的温度精确测量中,以求对大功率光纤激光器的温度场精确测量获得参考,并对方式不稳定、离散系统效用等状况的科学研究获得一种新的了解方式。

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感测器

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  2分布式温度精确测量的归类  分布式系统光纤感测器技术不但具有一般光纤感应器高精密的优势,并且能够在沿光纤途径上另外得到 被精确测量场在时间和空间上的到数产自信息内容,在公路桥梁、油漆罐、电力线路等行业具备广泛的运用于市场前景。现阶段,分布式系统光纤感测器技术主要是根据光纤中的后向透射搭建感测器,如瑞利散射、拉曼光谱透射和布里渊透射。根据后向瑞利散射的分布式系统光纤感测器技术关键光亮频域光线法(OTDR,OpticalTimeDomainReflectometry)跟光频域光线法(OFDR,OpticalFrequencyDomainReflectometry)。

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根据拉曼光谱透射的全分布式系统光纤感测器技术关键有拉曼光谱光频域光线技术(ROTDR,RamanOpticalTimeDomainReflectometry)和拉曼光谱光频域光线技术(ROFDR,RamanOpticalFrequencyDomainReflectometry)。根据布里渊透射的全分布式系统光纤感测器技术关键有布里渊光频域光线技术(BOTDR,BrillouinOpticalTimeDomainReflectometry)、布里渊光时域分析技术(BOTDA,BrillouinOpticalTimeDomainAnalysis)、布里渊光频域剖析技术(BOFDA,BrillouinOpticalFrequencyDomainAnalysis)和布里渊相关行业域剖析技术(BOCDA,BrillouinOpticalCorrelationDomainAnalysis)。在其中OTDR技术感测器间距宽(一般在公里数量级),空间分辨率较低(一般在十米上下),仅限于于精确测量远距离光纤中的耗损和中断点。OFDR技术的感测器间距一般来说不高达100m,空间分辨率低(能够超出公分数量级乃至是μm数量级),温度屏幕分辨率低,仅限于于短路线光纤低中空间分辨率的温度精确测量。

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ROTDR技术和ROFDR技术的感测器间距都较长(五百米至几千米),空间分辨率较低(一般来说为几十厘米)。BOTDR技术和BOTDA技术的感测器间距宽(公里数量级),空间分辨率低(可超出公分数量级),必须精准测量光纤中的温度和变形。BOFDA技术和BOCDA技术的感测器间距较短(一般为几十米至五百米),空间分辨率低(能够超出公分数量级乃至是mm数量级),温度屏幕分辨率低。报表1比照了各有不同分布式系统感测器方式的优点和缺点。

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相比于传统式的分布式系统光纤感测器系统软件,大功率增益光纤中的温度精确测量具有精确测量光纤长短较为较短,空间分辨率和温度屏幕分辨率回绝较高,精确测量時间回绝较短等特性。根据此,文中关键科学研究了OFDR技术、BOTDA技术、BOFDA技术和BOCDA技术的基本原理、发展趋势现况以及运用于增益光纤中温度精确测量的可行性分析。报表1各有不同感测器方法的关键技术主要参数与运用于场所  3各有不同感测器方法的基本原理与现况  依据上文上述的分布式系统温度精确测量的归类,充分考虑大功率增益光纤温度精确测量的空间分辨率回绝较高,温度屏幕分辨率回绝较高,精确测量時间回绝较短,而OTDR、ROTDR和ROFDR等技术不用合乎所述标准。

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另外,在根据自发布里渊透射的BOTDR技术中,因为后向自发布里渊散射光较暗淡(其输出功率比后期向瑞利散射激光功率较低大概20~30dB),其信号检测比较艰辛。因而,这节关键解读OFDR技术、BOTDA技术、BOFDA技术和BOCDA技术的基本原理与现况。

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感测器

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  3.1OFDR技术的基本原理与现况  3.1.1OFDR技术的基本概念  OFDR技术最开始是由法国Hamburg-Harburg高校的W.Eickhoff于1981年明确指出的,其基本概念如图所示1下图,线形频偏灯源键入到数光被光纤光纤耦合器分为双路。在其中一路光波流过到被测光纤中,该路激光器在光纤中散播的时候会大大的造成后向瑞利散射光,这种后向瑞利散射光沦落数据信号光根据光纤光纤耦合器藕合到光电探测器中。

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另一路光线历经同样反射镜片光线后做为参考光返回光纤耦合器,某种意义被藕合到光电探测器中。光电探测器中得到 的是参考光和被测后向瑞利散射光的混频数据信号,然后将数据信号輸出到频谱仪中,对其进行频带精确测量。因为OFDR技术中的激光光源为线形频偏灯源,故在光纤上各有不同方向x处的后向瑞利散射光的光频各有不同。因而,根据检验探测仪上的光频,能够获知光纤上的方向信息内容,返回的瑞利散射光的震幅与光纤的部分透射因素及其震幅起伏因素正相关。

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根据在频谱仪中进行傅立叶变换,能够另外获知光纤中全部方向处的后向漫射光信息内容,这种信息内容和频谱仪中的頻率必需相匹配。

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本文关键词:感测器,精确测量,瑞利散射,亚博APp买球

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