布里渊
- 分布式光纤传感系统在城市地下电缆监测中的应用
为两种，即基于布里渊散射原理和基于拉曼散射原理。基于拉曼散射的光纤传感器技术发展成熟，但也存在技术局限性，功能单一，仅限于温度测量方面［5-6］。而基于布里渊散射的光纤传感器，功能较为全面，既能够对温度又能够对应变进行测量。布里渊光纤传感器具有准确度高、抗干扰能力强、传输距离长、便于组网的优点，能够很好的辅助工作人员了解温度和应变规律，及时发现异常情况，并采取有效的处置措施，最大限度减小线路故障和其它因素带来的损失［7-8］。1 故障与故障测距由于技术手段
电气技术与经济 2023年7期2023-11-05
- 多模光纤的布里渊散射谱特性研究及优化整形
光纤为媒介、 布里渊散射为机制的光纤布里渊分布式传感器, 利用光纤中的布里渊散射光随外界环境变化的特点, 把被测量作为光纤位置长度的函数, 充分发挥光纤传、 感一体的优势, 提供了一种同时获取被测量的空间分布状况和随时间变化状态的技术手段, 实现了对光纤沿线环境信息的实时获取与感知[1-7]。多模光纤(multimode fiber, MMF)可容纳多个模式, 给未来光纤通信容量的提升提供了可能; 若能合理利用MMF中可利用的自由度, 有望实现多参量的同时
光谱学与光谱分析 2023年11期2023-11-03
- AB双层磁性薄膜的界面自旋波
;图1d为二维布里渊区.图1 非对称双层磁性薄膜结构以海森堡模型为基础,研究外部物理因素和界面参数对非对称双层磁性薄膜中界面自旋波性质的影响.本文采用的哈密顿量和计算方法与文献[15]相似.非对称双层磁性薄膜的哈密顿量可以表示为(1)最初自旋方向沿z轴正方向,外磁场方向与自旋初始方向相同.为了分析非对称双层磁性薄膜中界面自旋波的性质,引入格林函数,即(2)式中:S+和S-分别为自旋产生和湮灭算符;a为常数;ω为自旋波频率.建立格林函数运动方程时利用Tyab
沈阳工业大学学报 2023年3期2023-05-26
- 基于LSTM 的布里渊增益谱提取方法
器中，基于受激布里渊散射原理的布里渊光时域分析系统（Brillouin Optical Time-Domain Analysis，BOTDA）因其在超长距离对温度和应变的精确测量而备受关注［8-10］。然而，当进行长距离监测应用时，布里渊增益谱（Brillouin Gain Spectrum，BGS）在扫频范围内需要较多的采样点数来保证测量精度，这将导致测量精度和实时性之间的矛盾。将机器学习和深度神经网络用于布里渊光纤传感系统是当今的研究热点之一。2017
光子学报 2023年1期2023-03-06
- 缔合液体声学及粘弹性质的布里渊散射测试
不相同，想要将布里渊散射用于液体声学性质和粘度的测量，在理论描述和测试过程中的光路设计等方面都还有待完善。因此本文希望通过布里渊散射研究水和甘油在不同温度下的声学性质及剪切粘度，进一步分析温度变化对缔合液体声学性质及剪切粘度的影响，在此过程中完善缔合液体的布里渊测量理论体系及实验机制。2 实验方法2.1 实验原理本文采用的均为透明材料，入射光可以入射至材料内部。因此入射光可以与内部的体波发生耦合，频率和波矢满足守恒条件，从而通过弹光效应对入射光进行散射。从
光散射学报 2022年3期2023-01-05
- 基于BOTDA的光纤分布式传感温度补偿
DR)[3]、布里渊光时域反射(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer, BOTDR)[4]、布里渊光时/频域分析(Brillouin Optical Time/Frequency Domain Analysis, BOT/FDA)[5]和拉曼散射光时/频域反射(Raman Scattering Optical Time/Freqeuncy Domain Reflectometer, ROT/FDR)[6]等
长江科学院院报 2022年11期2022-12-02
- 布里渊双波长窄线宽光纤激光器及其扫频微波信号生成
报道了基于受激布里渊散射（SBS）的光纤激光器以来，由于其较低的相位噪声[16]、优异的相干性[17]和多波长稳定输出[18]等性能，被广泛研究。基于SBS的双波长光纤激光器因其结构简单、相位噪声低、功率损耗小和窄线宽输出等优点[16]，不仅在光通信和光纤传感等技术领域中得到了广泛关注，而且作为光生微波信号的优质光源具有巨大应用潜力。利用残余泵浦光和布里渊激光拍频是一种实现微波信号生成的简单方法，在此基础上实现微波信号调谐可以采用以下措施：一是通过对SBS
发光学报 2022年10期2022-11-07
- 基于受激布里渊散射的高精度多微波频率测量
了一种基于受激布里渊散射的微波频率测量方案,利用受激布里渊散射效应将相位调制转变为强度调制,通过测量微波信号的功率实现微波频率测量,该方案的测量误差小于30 MHz。为进一步提高频率测量的范围,文献[24]利用两个间距为2倍布里渊频移的泵浦光信号将测量范围扩大至4倍布里渊频移范围,该方案的分辨率为39.93 MHz,测量误差为1.6 MHz。文献[25]基于受激布里渊散射针对不同频段建立了频率-功率映射和幅度比较函数(amplitude compariso
系统工程与电子技术 2022年11期2022-10-29
- 一种求解三维简约布里渊区体积的方法
100124)布里渊区(BZ，Brillouin Zone)是固体物理学中的一个非常重要的概念，在晶格振动及能带论等与波相关的章节都有涉及[1,2]. BZ定义为波矢空间的点的集合，三维情况下，BZ是由倒格矢的垂直平分面围成的区域. 根据从原点到各布里渊区需穿越垂直平分面的数目，划分为第一BZ(不穿过任何垂直平分面)，第二BZ(穿过1个垂直平分面)，以及第N个BZ(穿过N-1个垂直平分面)[3]. 不论是能带论中的E-k关系，还是晶格振动中ω-q关系，都具
大学物理 2022年8期2022-09-15
- 畴壁系统中的非厄米趋肤效应
.人们提出广义布里渊区的概念用以刻画非厄米系统中的体态波函数和能带性质.基于广义布里渊区计算的非布洛赫拓扑数可以重新构建非厄米拓扑体边对应关系.然而,过去关于非厄米趋肤效应的讨论主要针对开放边界条件,如果采用畴壁边界条件,广义布里渊区和非布洛赫拓扑数的计算都需要重新考虑.本文综述了近几年关于畴壁边界条件下非厄米趋肤效应的若干研究工作,首先从一般的一维非厄米单带模型出发,推导广义布里渊区方程的一般形式;然后回顾了非厄米SSH (Su-Schieffer-He
物理学报 2022年17期2022-09-14
- 中红外波段As2S3 光子晶体光纤中受激布里渊散射的研究
孙慧杰，侯尚林，雷景丽（兰州理工大学 理学院, 甘肃 兰州 730050）1 IntroductionCapacity expansion through dense wavelength division multiplexing[1-3], frequency division multiplexing[4-5], time division multiplexing[6-7]and space division multiplexing[8-9]in
中国光学 2022年4期2022-09-07
- 基于布里渊光纤振荡器的可调谐窄带微波光子滤波器研究
应用需求。受激布里渊散射（SBS）效应因具有窄线宽、低阈值、高增益等特点，被广泛用于制作窄带MPF[12-16]。中国科学院半导体研究所Wang 等人提出一种基于SBS 效应的双通带微波光子滤波器，通过SBS 的相位-强度（PM-IM）调制转换来实现MPF 高频率选择性，通过直接调节微腔激光器的调制频率来实现高稳定性调谐，中心频率调谐范围为0～20 GHz，每个通带的3-dB 带宽和带外抑制比分别约为38 MHz 和28.5 dB[17]。电子科技大学Li
中国光学 2022年4期2022-09-07
- 与受激布里渊散射结合的微波光子滤波器
1-3]。受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)效应由于灵活性强和带宽较窄的特点，成为了可重构MPF的热门选择。为了扩展带宽,近些年来研究人员提出了一些基于SBS效应的滤波器方案。2016年，Li J Q 等人提出了一种基于两个独立泵浦激光器产生双波长泵浦，得到3 dB带宽小于30 MHz的滤波器[4];2017年，华中科技大学的张科提出用相位调制器(Phase Modulator, PM)生成光频梳扩展
光通信研究 2022年3期2022-08-11
- 计及复杂海洋环境适应性的海缆敷设故障特征提取模型构建
下海缆信号传输布里渊频移特征分析1.2.1 布里渊频移与海缆应变、温度的关系分析海缆在传送光信号时会生成布里渊散射，νB表示其频移量，对于入射光，ν0为其频率，θ 为其散射角，ν0与νB相关联[9]，可用下式表示。式中，针对海缆介质，其折射率为n，声速为VA；对于真空状态，其光速表示为f，ν0、θ、f 都是常数。当海缆应变、温度发生变化后，n、VA值会随着变化，因此，可通过布里渊频移反映海缆的应变、温度的变化[10]。公式（1）经泰勒级数、二项式简化、转换
海洋技术学报 2022年2期2022-06-20
- 一种可用于轨道角动量的受激布里渊放大的光子晶体光纤放大器*
道角动量的受激布里渊放大的光子晶体光纤放大器并对其结构进行了设计.利用有限元法在C 波段内对该光子晶体光纤放大器的传输性能进行了系统分析,研究结果表明,该光子晶体光纤放大器可支持66 种轨道角动量模式的高纯度传输和放大,其传输的轨道角动量模式的纯度均高于99.4%.通过对不同拓扑荷数的轨道角动量模式的布里渊增益谱进行系统的分析,发现均具有较高的布里渊增益系数(＞ 7×10—9 m/W),与现有的性能最优的OAM 放大器相比提高了4—5 个数量级,实现了较高
物理学报 2022年7期2022-04-15
- 基于神经网络的光纤温度和应变快速解调方法
。本文中以基于布里渊散射的分布式光纤传感[9-11]为研究对象。虽然布里渊频移、线宽和布里渊散射功率均与光纤的温度和应变有关，但线宽和布里渊散射功率受其他因素干扰较大，只有布里渊频移稳定性较高。通常来说基于布里渊散射的分布式光纤传感均基于布里渊频移解调温度和应变[12]。由于当光纤长度较长，测得布里渊谱较多时如何准确、快速估算布里渊频移成为了关键问题。现有的方法多基于一定的谱模型[13]去拟合布里渊谱，然后估算布里渊频移，其优势是准确性较高、抗干扰能力较强
激光技术 2022年2期2022-03-10
- 基于布里渊散射的光纤温度和应变快速感知
4-7]。基于布里渊散射的分布式光纤传感的解调方法是通过计算布里渊频移来实现的[8]。计算布里渊频移最为常见的方法是拟合方法。当假设布里渊谱满足洛伦兹[9]、高斯或伪Voigt模型[10-11]时，对应的优化问题属于非线性最小二乘问题，对应的优化算法准确性较高，但计算量较大，影响了温度和应变解调的实时性。抛物线拟合方法[12-13]中对应的优化问题属于线性最小二乘问题，无需迭代即可快速计算最优解。但该方法存在的问题是准确性受布里渊谱的扫频范围围绕布里渊频移
光通信研究 2022年1期2022-02-18
- 频率间隔可切换多波长随机光纤激光器
泛地应用了受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering，SBS）与受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering，SRS）等非线性效应，并利用基于瑞利散射（Rayleigh Scattering，RS）所形成的随机分布式反馈以实现多波长级联输出。SONEE S R 等［16］提出了一种由11 km 长的色散补偿光纤和25 km 长大模场面积光纤的组合提供增益的多波长布里渊-拉曼随机光纤激光器，一端输出
光子学报 2022年12期2022-02-15
- 广义布里渊区与非厄米能带理论*
定义中,通常的布里渊区概念需要代之以广义布里渊区(generalized Brillouin zone).非厄米体系的一系列独特现象可以在广义布里渊区下得到精确刻画.基于广义布里渊区的非厄米能带理论成功描述并预言了非厄米系统的大量新颖现象.因其相对布洛赫图像的偏离,这一理论被称为非布洛赫能带理论(non-Bloch band theory).本文梳理了广义布里渊区和非布洛赫能带理论的主要概念,并简要介绍了该理论在非厄米体边对应原理、格林函数、波包动力学、手
物理学报 2021年23期2021-12-16
- BOTDR布里渊谱拟合方法改进研究
[3]。其中，布里渊分布式传感技术基于光纤中后向布里渊散射信号实现，可同时感知温度与应变信息。布里渊光时域反射仪（BOTDR）结合光时域反射技术和光纤自发布里渊散射。由于布里渊光信号受到光纤色散和衰减的影响较小，因此在长距离分布式传感领域应用前景广阔。近年来，基于BOTDR的传感技术取得巨大发展。在空间分辨率与动态范围方面，2008年华北电力大学的李永倩等人在BOTDR中引入了格雷互补序列，使系统的空间分辨率提高到1m，也一定程度上提高了其他性能指标[4]
电子元器件与信息技术 2021年8期2021-12-13
- 基于MapWinGIS的海缆故障数据全方位可视化仿真
模光纤，设计了布里渊特性分析模型，建立其频移、功率与温度、应变之间的关联，提高海缆故障数据处理的准确有效性。2 海缆故障数据可视化系统描述复合海缆为了保证可靠性，其中包含了大量备用纤芯，在进行海缆故障检测时，根据其中的布里渊频移信号，可以将其用于故障采集。当复合海缆中的电缆存在故障，会产生温度与形状的改变。同时会对光纤温度与形状产生影响，根据对光纤中的布里渊散射分析，能够解析出对应的影响关系，从而得到故障数据。为了得到准确的海缆故障数据，并实现全方位可视化
计算机仿真 2021年8期2021-11-17
- 暗场共焦布里渊光谱探测系统
92引 言共焦布里渊光谱技术是一种强大的材料表征技术[1]， 可提供有关物质粘弹性的独特信息， 具有非接触、 无创、 无标记、 高空间分辨[2]等优点， 在生物医学[3-6]、 材料科学[7]、 矿物学[8]等领域得到了广泛应用。 然而自发布里渊散射信号较弱， 当探测系统消光比不足， 未能充分抑制弹性背景光时， 信号光会与弹性背景光发生重叠， 难以获得准确的光谱数据。 尤其在对浑浊介质的探测中[9]， 弹性背景光甚至会淹没布里渊谱， 阻碍对信号光的探测，
光谱学与光谱分析 2021年6期2021-06-10
- 相位敏感OTDR和布里渊OTDR结合的双参量分布式光纤传感的研究
1-5]。基于布里渊散射和瑞利散射的光时域反射计因其传感原理基于光纤中传输光的布里渊散射光频率和瑞利散射光相位变化,所以其测量精度和灵敏度极高,非常适用于温度/应变和振动事件的检测,可广泛应用于地质灾害监测、长距离大范围温度监测、结构健康监测、通信线路安全监测、输电线路运营监测、周界安防系统监测、油气管道运营安全监测、天然气开采等领域[6-9]。随着光纤传感技术的发展和应用,多参量监测已成为光纤监控系统的必然发展趋势,为故障事件的综合识别提供了更全面的判断
激光与红外 2021年1期2021-02-07
- 一种新的布里渊光时域定位技术
泵浦(PPP)布里渊光时域分析技术[5]、双脉冲法[6]、暗脉冲法[7]、布里渊回声技术(BEDS)(也称π脉冲技术)[8]、光学参量放大技术(ODPA)[9]和增益包络探测技术(GPT)[10]，以及脉冲划分技术等[11]，这些技术本质上还是由脉冲宽度决定空间分辨率。本文通过对布里渊信号重叠现象的研究，提出了一种新的解决方案。由于不同脉宽下布里渊信号的一端会重叠在同一位置，而且该点对应应变(温度)段的端点。利用这个现象，通过对应变(温度)段两端的位置进行
光散射学报 2020年3期2021-01-29
- 分布式布里渊散射光纤传感技术研究
琦摘要：分布式布里渊光纤温度传感器利用光纤纤芯的电致伸缩效应，使光波在光纤内传播时产生非线性布里渊散射，由于布里渊散射光的频率相对于入射光频率存在一个频差，即布里渊频移，它与光纤的温度成一定的函数关系，所以通过探测光纤的布里渊频移就能确定光纤的温度信息。布里渊散射分布式光纤传感技术的研究起步较晚，但由于它能同时测量温度和应变，得到了广泛的关注与研究。虽然很多国家的研究人员对其进行了深入的探索，也取得了一定的进展， 但目前该技术仍有不完善之处。因此，深入系统
电力与能源系统学报·下旬刊 2020年1期2020-08-04
- 光纤受激布里渊增益谱线型特性分析
引 言虽然受激布里渊效应对光通信系统是一个不希望的存在， 但它的应用价值， 早已被国内外研究学者所熟知， 已被应用于光纤传感、 光存储、 微波光子学、 光谱分析、 计量等领域[1-6]。最初， 认为单模光纤的受激布里渊增益谱为洛伦兹线型。 后来， Boyd等[7]提出的分布波动源模型表明， 增益谱具有更为复杂的谱型， 并且具有很强的偏振相关特性。 具体来说， 就是低增益时类似洛伦兹线型， 高增益时变为高斯线型， 中间增益时则有更为复杂的谱型。 因此， 精确
光谱学与光谱分析 2020年7期2020-07-08
- D形分光瞳共焦布里渊光谱探测系统
81引 言共焦布里渊光谱探测系统通过测量样品微区声学声子的属性，对被测材料的机械性能进行表征[1-4]。由于其具有非接触、高空间分辨等优点，在生物医学检测[5-6]、材料科学[7]、物理化学等领域中被广泛应用[8-9]。由于弹性散射光比布里渊散射光强几个数量级，在没有充分抑制弹性散射光的情况下，其残余分量会与布里渊光谱发生重叠，难以实现布里渊光谱的精确测量[10-13]。此外，传统的共焦布里渊光谱探测系统进行高空间分辨层析探测是通过高数值孔径物镜实现[14
光谱学与光谱分析 2020年6期2020-06-13
- BOTDA系统偏振效应研究动态
0 引 言基于布里渊光时域分析（Brillouin Optical Time Domain Analysis，BOTDA）的光纤传感系统具有准确测量沿传感光纤温度和应变的能力，是目前有吸引力的分布式光纤传感方法之一，在岩土工程和结构健康监测等方面有着广泛应用［1］。BOTDA是基于受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering，SBS）原理的。SBS中的各参数（增益、频移和线宽等）都是与偏振相关的，因此探究偏振态与布里渊各参
光通信研究 2020年1期2020-04-13
- 布里渊光时域分析动态应变传感技术研究进展
.其中基于受激布里渊散射的布里渊光时域分析（Brillouin optical time domain analysis, BOTDA）具有空间分辨率高、传感距离长、信噪比高、可以同时测量温度和应变两种物理参数等优点而受到广泛关注.1972年，文献[16]首次观察到光纤中的受激布里渊散射.随后1989年，文献[17-18]分别发现光纤中的布里渊频移与光纤受到的温度/应变变化呈线性关系，可以利用受激布里渊散射进行分布式的温度/应变传感.1990年，文献[19
应用科学学报 2020年2期2020-04-02
- 基于改进二次多项式拟合的布里渊频移快速高精度提取算法
其中，基于光纤布里渊散射的分布式传感技术在温度和应变测量上所达到的测量精度、测量范围以及空间分辨率高于其他类型的分布式光纤传感技术，因此引起了国内外的广泛关注和研究[1-2]。利用该技术对油气管道、大型水利水电工程结构和电力线缆等的温度和应变进行在线监测，可实现故障隐患及故障点的快速、准确定位。在与温度和应变有关的谱特征量中，布里渊频移与温度和应变呈线性关系[1]且最为稳定，目前基于布里渊散射的光纤分布式传感测量时绝大多数需要提取布里渊频移信息。布里渊频移
光谱学与光谱分析 2020年3期2020-03-20
- 磁性石墨烯结构中自旋波的性质*
具体模型与及其布里渊区如图1所示.由图1可见，石墨烯结构位于x-y平面上，其中A格点具有垂直于石墨烯表面的自旋，且具有铁磁性耦合，而B格点没有磁性.图1 石墨烯结构模型及其布里渊区Fig.1 Model for graphene structure and its Brillouin zone哈密顿量可以表示为(1)A格点的自旋初始方向沿z轴正方向，施加的外磁场B0也沿z轴正方向.A格点的每个最近邻自旋通过交换耦合作用进行铁磁性耦合.为了分析石墨烯结构的磁
沈阳工业大学学报 2019年4期2019-07-19
- 基于DE−GRNN 算法的布里渊散射谱拟合
的关注[2]。布里渊散射谱频移变化量与温度、应变的变化量之间存在一种线性关系[3]，通过对布里渊散射谱频移变化量的检测即可得到温度和应变的变化情况。因此，高精度提取布里渊散射谱特征对BOTDA型分布式光纤传感技术性能提升具有重要意义。目前，很多学者提出了不同的布里渊散射谱拟合算法。2014年，赵丽娟等[4]提出三参数最小二乘拟合的Levenberg−Marquart（LM）优化算法估计布里渊散射参数，并使用粒子群优化算法产生初值。2015年，Li等[5]提
应用科技 2019年3期2019-06-24
- 分布式布里渊光纤传感技术在工程安全监测的应用
本文提出了基于布里渊光时域反射理论的分布式光纤传感技术及其在地铁隧道监测等方面的应用。1 布里渊光时域反射1.1 布里渊散射的原理介质分子内部随其固有频率保持一定形式的振动，从而引起介质折射率的周期性变化，导致了自激发声波场的产生。当光束以一定角度入射到光纤介质中时，光的波动性受光纤自激发声波场的调制而产生布里渊散射[3]。由声波场引起的散射布里渊频移量表达式为：fB=2nvA/λ(1)式中，n为光纤束的折射率，vA为声速，λ为入射光线的真空波长。由于光纤
中国煤炭地质 2019年5期2019-06-15
- 毫米级高分辨率的混沌激光分布式光纤测温技术*
目前,基于受激布里渊散射的分布式光纤温度和应变传感技术已被广泛应用于各种大型土木建筑结构的健康监测[1-3],然而在应用过程中仍存在一些技术瓶颈,例如传感系统空间分辨率难以突破毫米量级,导致无法精准定位和监测.在众多基于受激布里渊散射的分布式光纤传感技术中,布里渊光时域分析技术(Brillouin optical time domain analysis,BOTDA)[4-6]具有测量距离长的优势,例如基于光脉冲编码的BOTDA技术[7],其传感距离可高达
物理学报 2019年10期2019-06-04
- 间隔0.256 nm的多波长布里渊光纤激光器的实验研究
引 言多波长布里渊激光器（MWBL）具有抽运功率低、效率高、容易实现、容易与光纤耦合等优点，被广泛用于光通信器件、微波光子学、精密光学和DWDM系统等领域中［1-3］。Cowle等在1996年就提出利用布里渊效应来进行MWBL的研究［4］，在此基础上，多波长布里渊掺铒光纤激光器（MWBEFL）得到了广泛的研究和发展［5-10］，多种不同结构和不同调谐范围的MWBEFL被提出。如文献［3］提出了使用四端口环行器及可调谐滤波器间隔为双倍布里渊频移的可调谐MW
激光与红外 2018年11期2019-01-02
- 基于BOTDA 布里渊增益谱拟合的去噪算法研究
ysis），即布里渊光时域分析技术，是一种基于受激布里渊背向散射的分布式光纤传感技术。该技术根据光纤中背向布里渊散射光的频率偏移量与光纤应力和温度的变化呈良好的线性关系这一原理，可以同时测量得到光纤路径上被测量范围内连续的应力和温度信息，具有测量精度高、传输距离长、测量范围大，抗电磁干扰、耐腐蚀等诸多优点。该技术在桥梁、隧道、管道及大型结构物等健康状况的监测领域具有广阔的应用前景[1]。在分布式光纤传感系统中，由于光纤放置环境复杂多变，其周围的温度、湿度、
现代计算机 2018年20期2018-08-01
- 平行四边形晶格结构中布里渊区的研究
663099）布里渊区，最早由法国物理学家莱昂·布里渊提出的。它是固体物理学中的重要概念，是电子能带理论和表示晶体元激发的唯一构图形式，它在晶体衍射、晶体振动、能带理论等的研究中都起到极其重要的作用[1]。已往对布里渊区的大量研究多以方形晶格和正三角形晶格为例[2-5]，本文的研究对象是平行四边形晶格结构，研究平行四边形晶格结构的意义在于：平行四边形晶格结构是一种宽泛的结构模型，在电子晶体、光子晶体和声子晶体中都广泛存在，研究平行四边形结构的布里渊区图像，
文山学院学报 2018年3期2018-07-06
- 光子晶体光纤结构与掺杂对受激布里渊散射快光的影响
[11]、受激布里渊散射(SBS)[12]、光参量放大(OPA)[13]、光纤布拉格光栅(FBG)[10]等。而基于SBS的快慢光具有室温可工作、群速度灵活可调、工作在任意波长、与现有通信系统兼容以及结构简单紧凑等特点，已经成为实现快慢光最重要的方式之一。光子晶体光纤(PCF)是一种具有空气孔周期性排列结构的光纤[15]，相比较于普通光纤来说具有多种优点，例如色散可调特性、无截止单模传输特性、大的模场面积以及极高的非线性。由于PCF能把光束集中在纤芯很小的
发光学报 2018年6期2018-06-06
- 基于自发瑞利-布里渊散射的氮气体黏滞系数的测量∗
需要实验测量.布里渊散射是光波与声波在传播时相互作用产生的光散射过程.通过对布里渊光谱进行分析,可以获得液体或气体的一些宏观物理参数,如温度[3,4]、压力(密度)等[5],也可以获得一些微观热力学性能,如体黏滞系数、声速、热容比等.对液体体黏滞系数的研究,徐建峰等[6]利用受激布里渊散射测量了水的体黏滞系数,并获得了较好的测量结果;史久林[7]利用受激布里渊散射对水体的特征参数进行了测量并做了相应的基础研究.对于气体体黏滞系数测量的研究,早期主要采用声波
物理学报 2018年7期2018-05-03
- 气体自发瑞利-布里渊散射的理论分析及压强反演∗
着人们对瑞利-布里渊散射的深入研究[1−3],基于瑞利-布里渊散射激光雷达对气体参数进行遥测的技术逐渐被应用于环境监测、国防工业和空间工程等领域.同时,随着我国航空发动机研究的自主化,对航空发动机各类参数计量测试的发展提出了新的要求.温度、压强等高速气流参数是评价吸气式发动机的重要指标,传统对这些参数的测试是在流场内放置温度、压力等传感器的侵入式的测试方法,该方法中的探测器不仅会因受到高温气体的影响缩短寿命,还会对发动机内部流场造成干扰,影响测试精度[4]
物理学报 2018年3期2018-03-26
- 基于SOA脉冲调制的BOTDR应变检测系统*
同频率点下自发布里渊散射信号,经洛伦兹拟合得到布里渊散射谱,实现光纤沿线布里渊频移解调,并搭建了基于半导体光放大器的BOTDR分布式应变检测系统。实验中选取2.943 km光纤末端施加500 με,频移测量误差在±0.5 MHz范围内。研究表明可实现稳定应变检测。应变检测;脉冲调制;半导体光放大器;BOTDR;电光调制器布里渊光时域反射BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry)应变检测技术是基于光纤
传感技术学报 2017年12期2017-12-26
- 少模光纤的不同模式布里渊散射特性∗
光纤的不同模式布里渊散射特性∗张燕君 高浩雷 付兴虎†田永胜(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,秦皇岛 066004)(2016年7月13日收到;2016年10月18日收到修改稿)少模光纤可以传输有限的正交模式,具有模间干涉小、模式易于控制等优点.基于少模光纤的布里渊散射传感器能够有效地减小多参量测量过程中的交叉敏感,实现多物理量的测量.本文基于波动光学理论对阶跃型少模光纤各个模式布里渊散射谱的频移、线宽、峰值增益等参数进行了
物理学报 2017年2期2017-08-01
- 光纤光栅与受激布里渊信号的耦合特性
光纤光栅与受激布里渊信号的耦合特性孙宝臣1,2, 侯跃敏1, 李 峰1, 李剑芝1,2*(1.石家庄铁道大学 大型结构健康诊断与控制研究所，河北 石家庄 050043；2.河北省减隔震技术与装置工程技术研究中心，河北 衡水 053000)近年来，光纤布拉格光栅传感器与全分布式光纤传感器的融合技术受到了广泛关注，然而光纤布拉格光栅与布里渊信号之间的耦合特性鲜有报道。本文研究了光栅类型、波长、反射率及光纤的光致折射率对受激布里渊信号的影响规律，并探讨了空间分辨
中国光学 2017年4期2017-08-01
- 基于布里渊散射的分布式光纤传感入侵定位监测系统
者，尤其是利用布里渊散射的分布式光纤传感入侵定位监测系统。该方法是分布式光纤传感领域目前国际公认精度最高、发展潜力最大的实现方法。【关键词】 布里渊 分布式 光纤传感随着社会发展，安防已经变得越来越重要，及时发现入侵对我国安防建设有种重要的意义，别的安防系统监测距离短且容易受到电磁的扰动，而本文中叙述的安防系统不仅监测距离长而且不容易受到电磁的干扰，对安防领域具有重要意义。光纤传感入侵定位监测系统可以通过监测光纤应变或震动等确定事件发生的位置，已有传感定位
中国新通信 2017年6期2017-05-02
- 基于布里渊散射的结构应力光纤测试技术研究
0029)基于布里渊散射的结构应力光纤测试技术研究王先进1，李 青1，丁克勤2(1.中国计量学院，灾害监测与仪器国家地方联合工程实验室，杭州 310018；2.中国特种设备检测研究院，北京 100029)作者通过分析一定功率的脉冲光射入光纤中的布里渊散射规律，介绍了分布式光纤测量测量轴向应力的基本原理；制作实验装置，测量单独的应变模型，分析散射回来的波形图，初步了解应力在光纤布里渊散射波谱上的图像特征；将应力作用于光纤的不同位置，对比它们与无应力作用诗所得
计算机测量与控制 2017年1期2017-02-27
- 多波长自外差检测布里渊光时域反射系统
波长自外差检测布里渊光时域反射系统李晓娟,李永倩,张立欣(华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071003)为了减小相干瑞利噪声,提出了一种多波长瑞利和布里渊自外差检测布里渊光时域反射系统。分析了相位调制产生多波长探测光的机理及三波长系统的自外差检测原理;搭建单波长和三波长自外差检测布里渊光时域反射系统,获得了沿光纤的自外差信号功率和布里渊频移。实验结果表明,相对于单波长系统,三波长系统有效地减小了相干瑞利噪声引起的功率波动,信噪比提高近4.56 dB;
光通信研究 2016年6期2016-12-13
- 基于多波光源的BOTDR系统的研究进展
于多波长光源的布里渊光时域反射系统的特性，包括SBS阈值和布里渊谱的波长依赖性，同时介绍了基于多波长光源的布里渊光时域反射系统的优点。光纤传感；多波长光纤激光器；多纵模FP激光器；布里渊光时域反射系统0 引言基于布里渊散射的光纤传感技术是一种基于测量光波在光纤中传播时产生布里渊散射光的传感方式。近年来，有学者针对布里渊传感系统性能低的问题，将多波长光源应用于传感系统并做了相应的研究。研究发现，采用多波长光源的布里渊散射传感系统获得的系统性能均高于采用传统的
光通信技术 2016年3期2016-12-02
- 基于分布式光纤传感技术的铁路路基岩溶土洞塌陷监测
采用分布式光纤布里渊传感技术对土洞塌陷进行识别和定位。在应用该技术时，采用纤维增强树脂封装保护用于土洞塌陷监测的分布式光纤布里渊传感器，并利用绝对温度补偿方法剔除环境温度对塌陷应变测试的影响。路基岩溶土洞塌陷模型试验结果表明:绝对温度补偿技术可以有效剔除环境温度变化引入的塌陷应变误差，基于分布式塌陷应变信息可以有效识别和定位土洞塌陷，塌陷应变测试结果与岩溶土洞塌陷实际情况吻合。关键词:铁路路基岩溶土洞塌陷监测分布式光纤传感技术我国铁路建设特别是高铁建设快速
铁道建筑 2016年2期2016-04-11
- 混沌激光布里渊散射的分布式光纤温度传感
30024基于布里渊散射的分布式光纤传感技术［1-4］已被广泛用于各类材料和结构的应变或温度分布式传感测量.目前主要采用基于脉冲的时域技术［5-9］和基于连续波的相关域技术［10-14］.标准时域技术包括布里渊光时域反射计(Brillouin optical time domain reflectometry，BOTDR)［5］和布里渊光时域分析(Brillouin optical time domain analysis，BOTDA)［9］，均具有长距离
深圳大学学报（理工版） 2015年6期2015-11-26
- 基于单端BOTDA的油气管道在线监测系统
了一种基于单端布里渊光时域分析的油气管道在线监测方法。对油气管道进行了泄漏点温度测量模拟实验研究。实验结果表明，基于布里渊散射的分布式光纤传感技术能够准确监测并识别管道的温度变化，在25 km的传感光纤中，温度测量分辨率达3 ℃，空间定位分辨率达到1 m。油气管道； 在线监测； 光纤传感； 布里渊散射由于管道输送具有成本低廉、节省能源、安全性高、供给稳定、运量大等优点而成为天然气和石油的主要长距离输送方式。其对社会和国民经济发展起着重要作用，因此油气管道的
石油化工高等学校学报 2015年2期2015-11-24
- OPGW受拉力时光纤的应变分析
问题。本文基于布里渊散射的分布式光纤传感器原理［2］，搭建了用于监测OPGW内部光纤的应力应变变化的的实验平台，采用布里渊光时域反射仪［3］(BOTDR)研究了在不同拉力作用下OPGW内部光纤的布里渊频移变化特征，为实现OPGW的长期应变监测提供依据。1 OPGW简介OPGW是在保持架空地线的功能和各项性能不变的基础上，光纤置于架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，从而实现了既保证电网传输线路的完整性又
电线电缆 2015年4期2015-02-18
- 刘大禾：与布里渊散射的那些年
学教授刘大禾与布里渊散射研究相伴走过了近二十年，他不介意做人们口中的“傻子”。对他而言，名利、金钱都是浮云，若能换来真正有价值的成果，别说二十年，更多时间也义不容辞。在刘大禾的世界里，时间仿佛被放慢了，像一个个慢镜头，温柔细腻地记录着他与布里渊散射研究的每一帧画面。这些画面被打上了柔光，让人恍惚以为他不是在做一项科学研究，而是在精雕细琢，打磨一件艺术品。只是因为在人群中多看了你一眼所谓布里渊散射，是法国物理学家布里渊于1922年提出的，一个可以研究气体、液
科技创新与品牌 2015年1期2015-01-26
- BOTDA技术在电网重冰区在线监测中的应用
纤监测技术——布里渊光时域分析技术 (BOTDA)的原理，提出了将BOTDA技术用于重冰区的OPGW运行及融冰过程在线监测方案，并将BOTDA技术用于OPGW线路监测中，获得各条线路的温度、应变信息，及时发现了线路的异常区域，为线路维护检修提供科学的数据。OPGW；BOTDA；温度；应变；在线监测0 前言光纤复合架空地线 (OPGW)是一种集架空地线和光纤为一体的特种光缆，兼具地线与通信双重功能，在电力系统中得到了广泛的应用。冰灾对OPGW危害大，覆冰严重
云南电力技术 2015年6期2015-01-05
- 可用于产生微波信号的间隔可调双波长光纤激光器
，其中基于受激布里渊散射效应产生的双波长光纤激光器由于其具有稳定的波长间隔，易于产生微波信号，成为目前研究的热点［9－10］。本文设计一种结构新颖的双波长布里渊光纤激光器，采用超窄线宽分布反馈激光器作为抽运源，利用未泵浦的保偏掺铒光纤作为饱和吸收体，实现了不同波长的间隔输出，从而有利于产生可调的微波信号。1 实验结构与工作原理双波长布里渊光纤激光器的实验结构如图1所示，腔中用一段长度为10km的普通单模光纤与一个2×2的3dB耦合器同侧端口1和2连接，组成
应用光学 2014年4期2014-06-27
- 基于布里渊散射的海洋温度和盐度的反演
刘 杰基于布里渊散射的海洋温度和盐度的反演刘 杰(中海油能源发展采油技术服务分公司, 天津, 300452)结合激光雷达与海水水体产生的非弹性散射效应, 建立了海水中的布里渊散射模型, 提出了反演海水温度、盐度的方法, 并通过布里渊散射推导出计算海水温度和盐度的公式。采用波长为532 nm的激光雷达, 通过仿真计算, 深入探讨海水温度、盐度与布里渊散射的相互关系, 得到了不同深度的布里渊频移量与温度、盐度图表,从而得出海水相应深度处的温度与盐度值。仿真数据
水下无人系统学报 2014年4期2014-02-27
- 面心立方光子晶体中方向性局域态密度快速计算研究
算需在整个第一布里渊区完成．WANG［10］提出点群变换的方法极大简化了局域态密度的计算．但在大多情况下，量子辐射子(量子点)处于极化状态时辐射子的跃迁偶极矩并非随机分布，而是沿确定方向．辐射子的自发辐射特性是由方向性局域态密度决定，在光子晶体内方向性局域态密度的定义［13］如下其中对k矢量的积分是在整个第一布里渊区(FBZ)内进行，μd为跃迁偶极矩，ωnk和 En(k，r)分别为相应k点的本征值和本征矢量，n为带指标．由于式(2)中局域态密度对方向的依赖
华南师范大学学报（自然科学版） 2013年4期2013-08-16
- 光的思考者——记北京师范大学物理系教授刘大禾
，我思——尽显布里渊散射神奇魅力布里渊散射？这一在许多普通人看来抽象难懂的名词，在刘大禾教授看来如日常饮食，再熟悉不过。它是刘大禾教授最具代表性科研领域。在加拿大布里渊散射是布里渊于1922年提出的，可以研究气体，液体和固体中的声学振动。“我做的是水中的布里渊散射。即使是一杯水，某一个点的折射率也会随着温度和压力的变化而变化。这种涨落会向四周传播，形成声波。这个波有一个个波振面，就相当于一面面运动的‘镜子’。如果一束光射到水里的这些‘镜子’上，就会由于镜子
科学中国人 2012年22期2012-07-17
- 受激布里渊光纤环形激光器及其阈值分析
王玉枝摘要：布里渊光纤激光器得到了广泛应用，为了确定谐振腔的光纤长度，首先综述布里渊光纤环形激光器的研究进展，指出受激布里渊光纤环形激光器的优点及主要应用，并提出一种受激布里渊光纤环形激光器的方案。从非线性的受激布里渊散射理论出发，根据受激布里渊散射的阈值模型，推导并得出受激布里渊散射的阈值公式，研究受激布里渊光纤激光嚣中受激布里渊散射效应的闽值与谐振腔中光纤长度的关系，并进行仿真。仿真结果与实验结果相符，对受激布里渊光纤激光器谐振腔的设计具有参考价值。
现代电子技术 2009年14期2009-09-05