用于纤维感测的定制分布式放大制造技术

一种在光纤感测系统中提供在线拉曼放大的方法，其包括以下过程：生成具有探测波长的探测光；将所述探测光发射到光纤中；以相应泵浦波长生成至少一种拉曼泵浦光，所述泵浦波长比所述探测波长短；以相应种子波长生成至少一种拉曼种子光，所述种子波长在所述泵浦波长和所述探测波长之间；将所述拉曼泵浦光发射到所述光纤中；将所述拉曼种子光发射到所述光纤中；以及沿着所述光纤传播所述拉曼泵浦光、所述拉曼种子光和所述探测光，以实现由所述探测光沿着所述光纤传播时产生的信号光的分布式拉曼放大。

Custom distributed amplification for fiber sensing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纤维感测的定制分布式放大交叉引用本申请要求于2017年9月29日提交的以色列专利申请号254803的优先权。
本公开的技术一般涉及长距离光纤感测系统，并且具体地，涉及用于改进光纤感测系统的距离而无需外部放大的方法和系统。
技术介绍
许多产业领域现在使用光纤传感器(本文中简称为FOS)以用于需要在长距离上进行感测的应用。这包括分布式声感测系统、温度感测系统、泄漏检测系统、用于监测桥梁、建筑物、铁路等的结构稳定性的系统。长距离光纤感测应用可以包括用于确定在运送汽油和水之类的液体和气体的管道中的精确的泄漏位置的管道感测系统，以及用于检测边境上的侵入的边境检测系统。光纤感测系统利用光纤电缆(也已知是且称为光纤或感测纤维)在长距离上从沿着光纤电缆设置的传感器运载信息。传感器可以是点式传感器、光纤布拉格光栅(本文中简称为FBG)等。所运载的信息本质上是光和与光有关的特性，其被提供给处理器以用于处理信息。例如，到达处理器的光的特性(诸如FBG反射振幅或谐振位移)的差异可以用于测量温度或应力。在其他光纤感测系统中，不是感测来自离散传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在光纤感测系统中提供在线拉曼放大的方法，所述方法包括以下过程：/n生成具有探测波长的探测光；/n将所述探测光发射到光纤中；/n以相应泵浦波长和泵浦功率生成至少一种拉曼泵浦光，其中所述相应泵浦波长比所述探测波长短，使得在所述相应泵浦波长与所述探测波长之间的对应频率差是频移的倍数，对于所述频移，拉曼散射系数是谐振拉曼散射系数的至少25％；/n以相应种子波长和种子功率生成至少一种拉曼种子光，所述相应种子波长在所述相应泵浦波长与所述探测波长之间；/n将所述至少一种拉曼泵浦光发射到所述光纤中；/n将所述至少一种拉曼种子光发射到所述光纤中；以及/n沿着所述光纤传播所述至少一种拉曼泵浦光、所述至少一...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 IL 2548031.一种在光纤感测系统中提供在线拉曼放大的方法，所述方法包括以下过程：
生成具有探测波长的探测光；
将所述探测光发射到光纤中；
以相应泵浦波长和泵浦功率生成至少一种拉曼泵浦光，其中所述相应泵浦波长比所述探测波长短，使得在所述相应泵浦波长与所述探测波长之间的对应频率差是频移的倍数，对于所述频移，拉曼散射系数是谐振拉曼散射系数的至少25％；
以相应种子波长和种子功率生成至少一种拉曼种子光，所述相应种子波长在所述相应泵浦波长与所述探测波长之间；
将所述至少一种拉曼泵浦光发射到所述光纤中；
将所述至少一种拉曼种子光发射到所述光纤中；以及
沿着所述光纤传播所述至少一种拉曼泵浦光、所述至少一种拉曼种子光和所述探测光，以实现由所述探测光沿着所述光纤传播时产生的信号光的分布式拉曼放大。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号光是选自包括以下各者的列表：
反射光；
放大光；
背向散射光；
前向散射光；
拉曼散射光；
布里渊散射光；以及
瑞利散射光。


3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述相应泵浦波长与所述探测波长之间的所述对应频率差是频移的两倍，对于所述频移，单阶拉曼散射系数是所述谐振拉曼散射系数的至少25％；
其中在所述相应种子波长与所述探测波长之间的对应频率差是频移，对于所述频移，所述拉曼散射系数与谐振拉曼散射频移相比是至少25％；以及
其中在所述相应种子波长与所述相应泵浦波长之间的对应频率差是频移，对于所述频移，所述拉曼散射系数与所述谐振拉曼散射频移相比是至少25％。


4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：将所述至少一种拉曼泵浦光和所述至少一种拉曼种子光中的至少一者与所述探测光共同传播。


5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：将所述至少一种拉曼泵浦光和所述至少一种拉曼种子光中的至少一者与所述探测光反向传播。


6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：将所述至少一种拉曼泵浦光和所述至少一种拉曼种子光中的至少一者与所述探测光双向传播。


7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：与所述探测光的功率的变化相关地调制所述至少一种拉曼种子光和所述至少一种拉曼泵浦光中的至少一者的特性。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述特性是选自包括以下各者的列表：
功率；以及
波长。


9.根据权利要求7所述的方法，其中所述调制过程用于避免所述探测光中的高功率，所述高功率能够引起在所述光纤的至少一个位置中发生至少一个非线性现象。


10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：优化所述至少一种拉曼种子光的特性以得到来自沿着所述光纤的特定位置的所述信号光的放大。


11.根据权利要求10所述的方法，其中所述特性是选自包括以下各者的列表：
功率；以及
波长。


12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：
检测来自所述光纤的所述信号光；以及
分析所述检测到的信号光以得到关于所述光纤和其中定位有所述光纤的环境中的至少一者的信息。


13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：经由耦接在所述光纤的每一端处的至少一个光纤布拉格光栅(FBG)使所述至少一种拉曼泵浦光、所述至少一种拉曼种子光和所述探测光沿着所述光纤传播，在未生成所述至少一种拉曼种子光的阶次上，所述至少一个FBG中的每一个都在具有谐振拉曼散射的至少25％的拉曼散射效率的波长下具有高反射率。


14.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下过程：采用附加的放大来在所述光纤的一端处传递增益，所述至少一种拉曼泵浦光和所述至少一种拉曼种子光被发射到所述端。


15.根据权利要求14所述的方法，其中所述附加的放大是布里渊放大。


16.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种拉曼泵浦光具有范围从50毫瓦到10瓦的功率和在距所述探测波长20至30太赫兹之间的拉曼位移波长，并且其中所述至少一种拉曼种子光具有小于10毫瓦的功率和在距所述探测波长7至16太赫兹之间的拉曼位移波长。


17.根据权利要求1所述的方法，其中所述探测光是选自包括以下各者的列表：
连续波光；以及
脉冲光。


18.利用在线高阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·罗文，E·英巴，
申请(专利权)人：普瑞斯玛光电有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL