暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 510632
基于光纤中的瑞利、布里渊、拉曼等散射效应以及弱反射阵列的分布式光纤传感（DOFS）能够对光纤损耗、温度、应变、振动、声音等多种参量实现长距离、高空间分辨率的实时监测，受到了越来越多的关注，具有非常广阔的应用。在DOFS中使用编码脉冲序列增加DOFS的信号能量，是提高传感性能的一个重要技术途径。因此，编码技术的应用一直是DOFS研究的一个重要领域。综述了DOFS中编码技术的研究进展，阐述了编码技术提高传感性能的技术原理，归纳了不同编码方案的设计和实现方法，分析了不同类型DOFS的技术特征及其相应的编码技术应用方法。最后，对DOFS中的编码技术的发展进行了展望。
传感器 分布式光纤传感器 编码技术 光纤瑞利传感器 光纤布里渊传感器 光纤拉曼传感器 光纤弱光栅阵列传感器
1 武汉邮电科学研究院, 湖北 武汉 430070
2 武汉烽理光电技术有限公司, 湖北 武汉 430070
3 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
基于弱光栅阵列技术和相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)设计了一种低成本大长周界安防系统。系统利用光栅位置和时分复用技术实现对振动点的定位,依据光栅反射的回光与其两侧光纤的背向瑞利散射光相干涉的原理,解调得到的振动信号信噪比约为30 dB。使用光栅间距为5 m的光缆进行频率为10~90 Hz的振动解调测试,解调结果显示,系统具有优秀的频率响应特性。同时,对周界安防报警系统的报警算法进行了测试,测试结果表明,该系统的误报率在10%以内,漏报率为0。此系统探测长度可达50 km,远长于现有的光纤周界产品,而且解调方式简单、成本较低,具有广阔的应用前景。
光通信 弱光栅阵列 干涉 信噪比 低成本 大长周界
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 武汉理工大学信息工程学院， 湖北 武汉 430000
设计了一种基于弱光纤布拉格光栅阵列的增强相位敏感光时域反射仪(-OTDR)振动传感系统，以反射率较大的弱光纤光栅反射信号代替-OTDR中的瑞利散射信号，利用相邻弱光纤光栅反射信号间干涉信号的强度变化来判断光纤线路上振动事件的情况，并采用时分复用技术对振动点进行精确定位。结果表明，该系统在面向振动信号的检测与解调方面比-OTDR更为简便，同时能实现分布式测量，并能解调出频率范围为10～500 Hz的任意振动信号，在周界安防领域具有实际应用价值。
遥感 相位敏感光时域反射仪 弱光栅阵列 振动 干涉 地震检波器
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 武汉理工大学信息工程学院, 湖北 武汉 430070
基于时分复用技术，提出了一种分布式弱光纤光栅（FBG）阵列振动探测系统。通过匹配干涉仪检测相邻弱FBG的干涉信号，可以得到振动信号的频率、相位和位置等相关信息，从而实现高灵敏度分布式测量。使用3×3相位解调方法对干涉信号进行解调，可以有效地降低系统的相位噪声。采用光栅个数为660、间距为2.5 m的弱FBG阵列对该系统进行了验证。实验结果表明，系统的干涉条纹可见度与相邻弱FBG的波长差有关；同时，系统能准确地分辨出不同频率的信号，频率响应范围在20~1000 Hz之间，具有很好的频率响应；与标准的地震检波器对比发现，该系统传感单元具有更高的灵敏度。
传感器 光纤光栅传感 弱光栅阵列 匹配干涉仪
