留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析

赵丽娟 徐志钮 李永倩

赵丽娟, 徐志钮, 李永倩. 布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 222003-0222003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0222003
引用本文: 赵丽娟, 徐志钮, 李永倩. 布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 222003-0222003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0222003
Zhao Lijuan, Xu Zhiniu, Li Yongqian. Analysis of related factors on accuracy in the parameter extraction from Brillouin gain spectrum[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 222003-0222003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0222003
Citation: Zhao Lijuan, Xu Zhiniu, Li Yongqian. Analysis of related factors on accuracy in the parameter extraction from Brillouin gain spectrum[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 222003-0222003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0222003

布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析

doi: 10.3788/IRLA201948.0222003
基金项目: 

国家自然科学基金(51607066,61775057);河北省自然科学基金(E2012502045);中央高校基本科研业务费专项(2017MS110)

详细信息
    作者简介:

    赵丽娟(1981-),女,副教授,博士,主要从事光纤通信与传感技术方面的研究。Email:hdzlj1@126.com

    通讯作者: 徐志钮(1979-),男,副教授,博士,主要从事光纤分布式传感及在电气设备状态监测中的应用研究。Email:wzcnjxx@sohu.com
  • 中图分类号: TP212.14

Analysis of related factors on accuracy in the parameter extraction from Brillouin gain spectrum

  • 摘要: 基于实测布里渊(Brillouin)增益谱确定了合适目标函数。数值产生了大量的布里渊增益谱,利用这些谱信号系统研究了信噪比、扫频间隔、扫频点数、扫频范围和谱特征参数g0、vB、△vB的取值对布里渊增益谱特征参数提取准确性的影响规律。结果表明:特征参数提取误差随信噪比增加成指数规律下降,随扫频点数增加(或扫频间隔减少)而下降;vB的提取误差随△vB的增加而线性增大,△vB的值对其他参数的提取准确性几乎无影响;扫频点数固定时扫频范围选择太大或太小时的误差均较大,实际应该选择2△vB左右。研究结果对基于布里渊散射的传感时相关参数选择具有参考价值。
  • [1] Dong Y, Chen L, Bao X. Extending the sensing range of Brillouin optical time-domain analysis combining frequency-division multiplexing and in-line EDFAs[J]. Journal of Lightwave Technology, 2012, 30(8):1161-1167.
    [2] Farahani M A, Wylie M T V, Castillo-Guerra E, et al. Reduction in the number of averages required in BOTDA sensors using wavelet denoising techniques[J]. Journal of Lightwave Technology, 2012, 30(8):1134-1142.
    [3] Zan M S D, Horiguchi T. A dual Golay complementary pair of sequences for improving the performance of phase-shift pulse BOTDA fiber sensor[J]. Journal of Lightwave Technology, 2012, 30(21):3338-3356.
    [4] Li Yongqian, An Qi, Li Xiaojuan, et al. Wide power range characteristics of phase shift spectrum of stimulated Brillouin gain[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1):0106001. (in Chinese)
    [5] Sun Baochen, Hou Yuemin, Li Feng, et al. Coupling characteristics between fiber grating and stimulated Brillouin signal[J]. Chinese Optics, 2017, 10(4):484-490. (in Chinese)
    [6] Li Chuan, Liu Jiang, Zhuang Jungang, et al. Monitoring concrete strain based on backward Brillouin scattering[J]. Optical Precision Engineering, 2014, 22(2):325-330. (in Chinese)
    [7] Liu Diren, Song Muping, Zhang Xianmin, et al. Influence of stress gradient on measurement accuracy of Brillouin optical time-domain-reflectometry[J]. Acta Optica Sinica, 2005, 25(4):501-505. (in Chinese)
    [8] Xiao Shanghui, Li Li. New fitting method for Brillouin-based scattering spectrum of fibre-optic distributed sensing systems[J]. Optical Technique, 2009, 35(6):897-904. (in Chinese)
    [9] Zhang Y, Li D, Fu X, et al. An improved Levenberg-Marquardt algorithm for extracting the features of Brillouin scattering spectrum[J]. Measurement Science Technology, 2013, 24(1):015204.
    [10] Zhang Y, Yu C, Fu X, et al. An improved Newton algorithm based on finite element analysis for extracting the Brillouin scattering spectrum features[J]. Measurement, 2014, 51(1):310-314.
    [11] Zhang Y, Yu C, Fu X, et al. Spectrum parameter estimation in Brillouin scattering distributed temperature sensor based on cuckoo search algorithm combined with the improved differential evolution algorithm[J]. Optics Communications, 2015, 357:15-20.
    [12] Zhang Y, Fu G, Liu Y, et al. A novel fitting algorithm for Brillouin scattering spectrum of distributed sensing systems based on RBFN networks[J]. Optik, 2013, 124(8):718-721.
    [13] Pannell C N, Dhliwayo J, Webb D J. The accuracy of parameter estimation from noisy data, with application to resonance peak estimation in distributed Brillouin sensing[J]. Measurement Science Technology, 1998, 9(1):50-57.
    [14] Zhao Lijuan, Li Yongqian, Xu Zhiniu. Influence of optimization model on parameter extraction in Lorentzian Brillouin scattering spectrum[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5):0522002. (in Chinese)
  • [1] 兰猗令, 康传利, 王宁, 杨佳乐, 陈进启.  附加增值条件的移动最小二乘法的点云孔洞修补 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220390-1-20220390-10. doi: 10.3788/IRLA20220390
    [2] 晁祥璋, 刁晓飞, 康岩辉, 范芯蕊, 雷李华, 刘丽琴.  激光跟踪干涉系统基点的直线约束标定方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230288-1-20230288-8. doi: 10.3788/IRLA20230288
    [3] 刘云哲, 董岩, 王伟, 宋建林.  光电跟踪系统的摩擦模型辨识与补偿策略研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230151-1-20230151-9. doi: 10.3788/IRLA20230151
    [4] 张淇, 李国和, 孙勇, 孙飞.  SiCp/Al切削精确测温前红外热像仪发射率标定的实验研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210555-1-20210555-10. doi: 10.3788/IRLA20210555
    [5] 徐孟, 牛海莎, 祝连庆, 宁莹.  基于虚像相位阵列共焦布里渊光谱技术的弹性模量测量 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200265-1-20200265-8. doi: 10.3788/IRLA20200265
    [6] 徐志钮, 胡志伟, 赵丽娟, 杨志, 陈飞飞, 李永倩, 陈永辉.  采用Voigt模型的布里渊散射谱关键特征高精度提取方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 74-81. doi: 10.3788/IRLA201746.S122004
    [7] 李永倩, 安琪, 李晓娟, 张立欣.  增益型受激布里渊相移谱宽范围功率特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106001-0106001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106001
    [8] 兰斌, 吴小霞, 杨洪波, 蒋权, 张正铎.  广义最小二乘法在主动光学模式定标中的应用 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 617001-0617001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0617001
    [9] 金星, 常浩, 叶继飞.  超短脉冲激光烧蚀冲量耦合测量方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 329002-0329002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0329002
    [10] 李双, 袁齐, 龚平.  空间调制偏振光谱测量定标方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113002-1113002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1113002
    [11] 赵丽娟, 李永倩, 徐志钮.  Lorentzian型布里渊频谱特征提取时模型的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 522002-0522002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0522002
    [12] 沈法华, 夏益祺, 於爱爱, 刘成林.  多因素影响下法布里-珀罗干涉仪透射频谱特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1800-1805.
    [13] 张周锋, 谢永军, 胡炳樑, 殷勤业, 于涛.  大孔径静态干涉成像光谱仪探测器配准误差标定方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1643-1646.
    [14] 何其锐, 李立萍.  减小声光频谱仪频率测量方差算法研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1564-1568.
    [15] 刘常杰, 刘洪伟, 郭寅, 刘邈, 张宾, 叶声华.  基于扫描激光雷达的列车速度测量系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 285-290.
    [16] 李婷, 郭晓阳, 孟庆龙, 张彬.  光泵THz激光器输出特性的影响因素分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 1980-1985.
    [17] 王拯洲, 胡炳樑, 殷勤业, 曹世康, 李东坚, 李红光.  综合诊断系统多维度重构小孔光斑中心测量方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 73-79.
    [18] 曹世康, 李东坚, 许瑞华, 王伟, 王拯洲.  基于最优弧的激光光斑中心检测算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3492-3496.
    [19] 王子辰, 戴明, 李刚, 汪永阳, 宋悦铭, 高玉军.  基于虚拟立体靶标的线阵相机标定与分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 902-907.
    [20] 蔺辉, 刘立力, 田新锋, 郝芸.  强激光近场分布测量中科学级CCD 的非均匀性校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2108-2111.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  485
  • HTML全文浏览量:  78
  • PDF下载量:  32
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-05
  • 修回日期:  2018-10-10
  • 刊出日期:  2019-02-25

布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析

doi: 10.3788/IRLA201948.0222003
    作者简介:

    赵丽娟(1981-),女,副教授,博士,主要从事光纤通信与传感技术方面的研究。Email:hdzlj1@126.com

    通讯作者: 徐志钮(1979-),男,副教授,博士,主要从事光纤分布式传感及在电气设备状态监测中的应用研究。Email:wzcnjxx@sohu.com
基金项目:

国家自然科学基金(51607066,61775057);河北省自然科学基金(E2012502045);中央高校基本科研业务费专项(2017MS110)

  • 中图分类号: TP212.14

摘要: 基于实测布里渊(Brillouin)增益谱确定了合适目标函数。数值产生了大量的布里渊增益谱,利用这些谱信号系统研究了信噪比、扫频间隔、扫频点数、扫频范围和谱特征参数g0、vB、△vB的取值对布里渊增益谱特征参数提取准确性的影响规律。结果表明:特征参数提取误差随信噪比增加成指数规律下降,随扫频点数增加(或扫频间隔减少)而下降;vB的提取误差随△vB的增加而线性增大,△vB的值对其他参数的提取准确性几乎无影响;扫频点数固定时扫频范围选择太大或太小时的误差均较大,实际应该选择2△vB左右。研究结果对基于布里渊散射的传感时相关参数选择具有参考价值。

English Abstract

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回