1 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
2 光通信技术和网络全国重点实验室，武汉 430074
3 武汉邮电科学研究院有限公司，武汉 430074
4 中国移动通信有限公司，北京 100033
【目的】针对分布式光纤传感系统单跨传感距离受限问题，文章提出了基于远程泵浦光放大器（ROPA）遥泵技术的相位敏感光时域反射仪（φOTDR）分布式光纤传感系统。
【方法】采用偏振分集接收技术，获取彼此正交的偏振信号以解决偏振失配问题，分频带处理后抑制相干衰落与偏振衰落。应用高阶拉曼泵浦技术与级联遥泵放大技术，3个远程增益单元选取合适的增益介质长度，引入传输链路中适当位置，耦合远程泵浦单元发送的泵浦光与信号光使铒离子得到激励，实现信号光的无中继放大，解决了现有φOTDR单跨距传感距离不足的问题。
【结果】实验结果表明，采用同相正交（IQ）解调算法，压电换能器（PZT）加扰的100 Hz扰动信号可实现线性还原。
【结论】结果表明，文章所提系统可实现176.6 km超长单跨距振动信号传感，打破了现有φOTDR单跨距传感距离记录。前176 km振动曲线平稳且振幅低于0.4 rad，三维（3D）瀑布图中无扰动位置相对平稳，链路末端PZT加扰的扰动信号可准确感知。经快速傅里叶变换（FFT）处理后，100 Hz扰动信号的信噪比为8.9 dB。实验结果对于搭建超长跨距φOTDR传感系统提供了一定参考价值，对φOTDR系统的无中继超长距离传感发展具有一定意义。
分布式光纤传感技术 相位敏感光时域反射仪 远程泵浦光放大器 distributed optical fiber sensor technology φOTDR ROPA 光通信研究
2024, 50(2): 22007601
1 南京大学智能光感知与调控技术教育部重点实验室，江苏 南京 210023
2 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
3 北京交通大学信息科学研究所，北京 100044
4 之江实验室光纤传感研究中心，浙江 杭州 311100
5 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044
6 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
7 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192
8 中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039
9 中油奥博（成都）科技有限公司，四川 成都 611731
10 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室，安徽 合肥 230031
11 齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院激光研究所，山东 济南 250104
12 厦门大学航空航天学院，福建 厦门 361005
13 上海交通大学电子信息与电气工程学院，区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室，上海 200240
14 北京理工大学光电学院，信息光子技术工信部重点实验室，北京 100081
15 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室，四川 成都 611731
16 兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000
我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首，分布式光纤传感技术（DOFS）作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术，近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战，在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上，对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。
光纤光学 分布式光纤传感技术 光时域反射仪 光频域反射仪 干涉型分布式光纤传感
西安科技大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710054
提出一种可测量外腔式Fabry-Perot传感器所加载的静态/动态复合信号的腔长自补偿改进对称解调技术。在对称解调技术的基础上，通过其输出信号的直流量判断传感器腔长的变化，从而划分腔长稳定段与突变段，分段并重新进行信号解调，以保证动态分量的解调精度；同时利用腔长变化前后计算出的干涉信号相位差对腔长的变化量进行补偿，以提高静态分量的测量精度。实验证明该解调技术能够实现对静态/动态复合信号的测量。实验中实现了幅度超过100 μm复合信号的解调，大幅度腔长变化量的测量误差约为2%。该解调技术能够解调不同腔长传感器上加载的包含高频分量的静态/动态复合信号。
光纤光学 光纤传感技术 激光干涉测量 相位解调 外腔式Fabry-Perot干涉仪 光学学报
2023, 43(23): 2306002
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院光子学研究中心, 广西 桂林 541004
2 长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室, 湖北 武汉430074
3 武汉理工光科有限股份公司, 湖北 武汉 430000
4 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
5 国防科技大学气象海洋学院, 湖南 长沙 410000
6 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
7 电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室光纤光学研究中心, 四川 成都 611731
8 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
9 香港理工大学电机工程系, 香港 999077
10 山东省光纤传感技术重点实验室, 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院激光研究所, 山东 济南 250103
11 北京知觉科技有限公司, 北京 100085
12 燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
四十多年来,我国光纤传感技术在经济发展和市场需求的牵引下快速成长。针对我国光纤传感若干典型的细分技术领域,概括性地给出了各个细分技术的发展历程、技术现状及面临的主要问题,使读者能更好地理解我国光纤传感技术发展的样貌,把握我国光纤传感技术市场需求呈指数型增长的发展趋势。
1 北京航天控制仪器研究所, 北京 100854
2 北京光纤传感系统工程技术研究中心, 北京 100094
通过利用聚酰亚胺涂覆裸光纤光栅的方法研制了一种增敏型光纤光栅温度传感器, 其反射波长的温度敏感系数由曾敏前的10pm/℃提升至40pm/℃。在-40~200℃测试环境中, 开展了传感器标定和温度精度测量试验。试验结果表明: 利用光纤光栅增敏封装, 在高低温环境中采用低精度光纤光栅解调仪, 传感器的测温精度由±0.4℃提升至±0.1℃。上述结果显示, 采用增敏封装结构能够提升光纤光栅温度传感器的测量精度, 减低制作成本。
光纤传感技术 光纤光栅 温度传感 增敏封装 测量精度 optical fiber sensing fiber Bragg grating temperature sensing encapsulation and enhanced sensitivity accuracy of temperature measurement
1 南京大学 光通信工程研究中心,南京 210093
2 内蒙古超高压供电局, 呼和浩特 010080
提出并研制了基于多参量分布式光纤传感技术的输电线路覆冰舞动监测方案。该技术能够对输电线路覆冰、舞动以及雷击等异常现象进行预警，从而实现对输电线路运行状态的在线安全健康监测。
分布式光纤传感技术 智能电网 输电线路 覆冰 舞动 雷击 distributed optical fiber sensing smart grid power transmission lines icing galloping thunder striking
核电站的安全运行关系到人类生命和财产安全,及时掌握核电站的运行状态是确保核电安全运行的重要前提。光纤传感器具有抗电磁干扰、本质安全、便于联网、易于实现远程和在线测量等一系列优点，可以解决目前核电站运行监测中的诸多不足，能够提供更加准确和可靠的数据。本文阐述了光纤传感技术在核电站中的应用前景，包括管道的振动监测、混凝土的应变、温度监测。通过对光纤传感技术介绍,总结了光纤传感技术的特点和进一步研究发展的方向,指出光纤传感技术在核电站安全监测领域具有的巨大优势和广阔应用前景。
光纤传感技术 核电安全监测 振动 应变 温度 Optical fiber sensing technology Nuclear power plant safety monitoring Vibration Strain Temperature
1 贵州电网有限责任公司 电力科学研究院，贵阳 550000
2 武汉康普常青软件技术股份有限公司，武汉 430000
为了实现每基杆塔的光纤定位，从而更精准地实时监测光纤架空地线复合缆的运行状态，提出了一种基于分布式光纤传感技术的杆塔光纤定位方法。通过对实时监测频移数据进行分析，并结合光纤架空地线复合缆自身结构和架设特点发现，在杆塔连接位置由于金具等的连接原因，使得光纤频移变化量较档距中间更小，因而可以从差异化出发识别杆塔的位置，实现输电线路杆塔精确定位。最后通过与线路资料进行对比，验证了定位方式的可行性。
杆塔 定位 光纤架空地线复合缆 光纤传感技术 频移 tower location OPGW optical fiber sensing technology frequency shift
1 哈尔滨工业大学, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学, 黑龙江 哈尔滨 150001
温压炸药爆炸温度高且具有较强的破坏力, 因而使其爆炸温度测试较为困难。 为有效评估温压炸药的热温度毁伤效力, 将多光谱温度测量系统应用到温压炸药瞬态高温测试中, 利用二次测量法计算出爆炸火焰的发射率与真温。 在数据采集系统中结合光纤线传感技术, 在确保参试人员的安全前提下, 可在500 m外测试仪器状态进行数据采集, 实现了测量数据信息的远距离传递。 测试结果表明, 所设计的测量系统工作稳定、 安全性高, 具有良好的应用前景。
温压炸药 多光谱 真温 光纤传感技术 Thermo-baric Multi-spectral True temperature Optical fiber sensing technology 光谱学与光谱分析
2016, 36(5): 1598
1 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学计算机学院, 湖北 武汉 430070
波长解调技术是光纤光栅传感技术的关键,提出了一种建立在波长可调谐DFB激光器技术上的波长解调方法,通过线性控制DFB激光器管芯温度达到调谐DFB激光器输出波长。通过实验和分析,得出了激光器调谐波长与管芯温度的对应关系,在此基础上,建立了光纤光栅温度检测系统,系统温度检测误差在1 ℃范围内,实验结果表明,采用波长调谐进行光纤光栅温度检测的方法,在一定的温度检测范围内具有良好的应用效果。
DFB激光器 波长解调 光纤传感技术 光纤Bragg光栅 温度检测 DFB laser wavelength demodulation fiber sensing technology fiber Bragg grating measuring temperature
