一种实现散射光相等的散射增强传感光纤及其制备方法技术

技术编号:34721844 阅读:46 留言:0更新日期:2022-08-31 18:07
本发明专利技术属于光纤传感技术领域,具体涉及一种实现散射光相等的散射增强传感光纤及其制备方法。本发明专利技术通过设计光纤在轴向上的半径分布,使得光纤在长度方向上接收到的瑞丽散射光强处处相等,光纤远端位置具有相同较大的信噪比;本发明专利技术主要依赖于光纤的锥形设计,这种设计很容易在光纤拉制时实现,可以直接在光纤拉制时直接制作,不需要光纤的再次加工处理。本发明专利技术能够满足高精度分布式传感需求,便于提高分布式传感的测量精度和信噪比,同时后向瑞利散射信号的增强,便于简化分布式传感信号解调系统。系统。系统。

【技术实现步骤摘要】
一种实现散射光相等的散射增强传感光纤及其制备方法


[0001]本专利技术属于光纤传感
,具体涉及一种实现散射光相等的散射增强传感光纤及其制备方法。

技术介绍

[0002]自20世纪70年代以来光纤理论的完善和拉制工艺的逐渐成熟,光纤作为通信和传感器件广泛运用于各个领域,并经过几十年的研究和发展已经深入用于多个领域。基于光纤的小尺寸微型化、抗电磁干扰、耐腐蚀、复用性、多物理参量测量等诸多的优点,更适合于高要求恶劣复杂环境中信号的传递和物理量的传感监测;并且由于其低损耗特点,在分布式传感和远距离传感领域运用广泛,所以近年来分布式光纤传感技术成为研究的热点。分布式光纤传感技术可以使得沿布设路径上的长距离光纤整体成为敏感元件,可以实时获取整个传感区域内被测信息参数,将传输和传感合二为一,便于长距离测量,同时减少了布设传感器件的成本。
[0003]目前研究最广泛的分布式光纤传感技术主要利用光纤中的瑞利散射,利用普通单模通信光纤作为传感器件,可以实现数十至上百公里的全分布式或准分布式传感。但是由于普通单模通信光纤的后向散射信号强度是随着长度逐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现散射光相等的散射增强传感光纤,其特征在于:光纤总长为L,整体为单模光纤结构,包括纤芯和包层;所述包层的折射率为n
c
;所述纤芯的折射率为n1,纤芯的半径r(z)在光纤内的分布为r(z)=az2+bz+c,z为距光纤起始位置的距离,c为光纤起始位置处纤芯的半径,参数a、b满足使P
S
(0)=P
S
(L);P
S
(z)表示光纤中距起始距离为z处的光功率,z∈[0,L];其中,υ
g
为光纤中的群速度,τ为输入光纤中的脉冲宽度,P0为入射光的功率,λ为入射光波长,υ
g
、τ、P0、λ均为已知确定数值,S(z)、α
s
(z)与纤芯的半径r(z)有关:(z)与纤芯的半径r(z)有关:其中,Δ为相对折射率差,V(z)为归一化频率,R0(z)为相对模场半径,V(z)、R0(z)与纤芯的半径r(z)有关:R0(z)=0.65+1.619(V(z))

1.5
+2.879(V(z))
‑6。2.根据权利要求1所述的一种实现散射光相等的散射增强传感光纤,其特征在于:所述纤芯的半径r(z)为1~4.5μm;所述纤芯的折射率n1为1.4620~1.5521,包层的折...

【专利技术属性】
技术研发人员:张建中谭滔马占宇田野柴全
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:

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