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脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真

李永倩 李婷 安琪 李晓娟 李攀

李永倩, 李婷, 安琪, 李晓娟, 李攀. 脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822005-0822005(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0822005
引用本文: 李永倩, 李婷, 安琪, 李晓娟, 李攀. 脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822005-0822005(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0822005
Li Yongqian, Li Ting, An Qi, Li Xiaojuan, Li Pan. Analytical model and simulation of pulsed pre-pump Rayleigh BOTDA system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 822005-0822005(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0822005
Citation: Li Yongqian, Li Ting, An Qi, Li Xiaojuan, Li Pan. Analytical model and simulation of pulsed pre-pump Rayleigh BOTDA system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 822005-0822005(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0822005

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真

doi: 10.3788/IRLA201645.0822005
基金项目: 

国家自然科学基金(61377088);河北省自然科学基金(E2012502045,F2014502098)

详细信息
    作者简介:

    李永倩(1958-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光通信与光传感技术方面的研究。Email:liyq@ncepubd.edu.cn

  • 中图分类号: TN247

Analytical model and simulation of pulsed pre-pump Rayleigh BOTDA system

  • 摘要: 将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,利用由传感脉冲和经微波调制的预泵浦脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过作为探测光的时间有限的预泵浦脉冲1阶边带的瑞利散射与传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的时域整形,减小非本地效应;通过预泵浦脉冲0阶基带和传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的谱域整形,有效地解决空间分辨率和测量精度之间的矛盾。利用频域法求解瞬态耦合波方程,建立了阶梯脉冲光在光纤中受激布里渊作用的解析模型。仿真结果表明,当传感脉冲宽度为5 ns、峰值功率为100 mW,预泵浦脉冲宽度为50 ns、峰值功率为16 mW时,在空间分辨率0.5 m内受激布里渊散射增益在0.14 m处达到最大值,然后近似线性下降至0.37 m处,其余位置近似为零;系统布里渊散射谱宽近似为35 MHz,约为传统瑞利布里渊光时域分析系统布里渊谱宽212 MHz的1/6,在相同空间分辨率下提高了频率测量精度。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-17
  • 修回日期:  2016-01-24
  • 刊出日期:  2016-08-25

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真

doi: 10.3788/IRLA201645.0822005
    作者简介:

    李永倩(1958-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光通信与光传感技术方面的研究。Email:liyq@ncepubd.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61377088);河北省自然科学基金(E2012502045,F2014502098)

  • 中图分类号: TN247

摘要: 将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,利用由传感脉冲和经微波调制的预泵浦脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过作为探测光的时间有限的预泵浦脉冲1阶边带的瑞利散射与传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的时域整形,减小非本地效应;通过预泵浦脉冲0阶基带和传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的谱域整形,有效地解决空间分辨率和测量精度之间的矛盾。利用频域法求解瞬态耦合波方程,建立了阶梯脉冲光在光纤中受激布里渊作用的解析模型。仿真结果表明,当传感脉冲宽度为5 ns、峰值功率为100 mW,预泵浦脉冲宽度为50 ns、峰值功率为16 mW时,在空间分辨率0.5 m内受激布里渊散射增益在0.14 m处达到最大值,然后近似线性下降至0.37 m处,其余位置近似为零;系统布里渊散射谱宽近似为35 MHz,约为传统瑞利布里渊光时域分析系统布里渊谱宽212 MHz的1/6,在相同空间分辨率下提高了频率测量精度。

English Abstract

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