
随着科技的不断进步,光纤传感技术逐渐在多个领域得到广泛应用。其中,分布式声波传感技术(DAS)以其独特的优势和性能,成为了研究的热点。本文将重点介绍DAS光纤传感技术的原理以及我们的研究进展。
分布式光纤声波传感(DAS)技术主要是一种利用激光在光纤中的后向瑞利散射来获取沿线环境物理量变化的先进感知技术,具有环境适应性强、传感范围大、信道间光速同步、时空分辨精度高等优势。当光在光纤中传播时,会与光纤中的分子发生相互作用,产生散射。根据弹光效应和胡克定律,外界扰动变化会改变光纤长度和折射率,调制光波传输的光程和时延,进而导致接收端的光波相位发生变化。我们之前做的DVS系统已经证明了这一点。
DAS的应用领域是什么?
DAS具有密集的空间感知和远距离动态监测等不可替代的优势,已初步应用于油气资源勘探、碳储存与监测、自然灾害探测、近地表地层分析等地球物理领域。
我们搭建的DAS系统结构图如下所示。窄线宽激光器(NL Laser)输出的激光分为两路,10%的成分通过可调光衰减器(VOA)进行光功率控制,90%的光使用AOM进行脉冲化调制后,进入光环形器1端口,2端口连接分布式传感光纤,3端口接受传感光纤后向散射回的光,然后通过小信号EDFA对微弱的返回光进行放大,最后和VOA控制的本振光合束拍频,使用PD转化为电压信号交给采集卡去解调。


传感光纤放在蓝牙音响上接受振动

实时采集音频图(前半段播放音乐,后半段停止)


随着技术的不断进步和应用需求的增长,DAS光纤传感技术也在不断发展。未来,DAS技术将朝着更高精度、更长距离和更快速响应的方向发展。同时,随着新材料、新工艺和新算法的不断涌现,DAS技术的性能和应用范围也将得到进一步拓展。
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作者:筱晓光子
官网:筱晓(上海)光子技术有限公司
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