光纤相关资料

#光纤的相关资料1BOTDR技术布里渊散射是光在光纤中传输过程中发生的一种非线性效应。由于它的存在使光信号产生传输损耗,这对信号传输而言是不利的,但人们可以利用这种效应对光纤进行测量。布里渊散射是由光子与声子的相互作用产生的,其结果是散射光相对于入射光产生频移,频移的大小与材料的声速成正比,而声速与光纤应变成正比。光在光纤中传播时，从光纤返回的后向散射光有3种成分：由光纤折射率的微小变化引起的瑞利(RayLeigh)散射，其频率与入射光相同；由光子与光声子相互作用而引起的拉曼(Raman)散射，其频率与入射光相差几十太赫兹；由光子与光纤内弹性声波场低频声子相互作用而引起的布里渊(Brillouin)散射。其频率与入射光相差几十吉赫兹。因此，时域分布光纤检测系统按光的载体可分为三种形式：基于拉曼散射的分布式光纤检测系统、基于瑞利散射的分布式光纤监测系统和基于布里渊散射的分布式光纤检测系统(BOTDR)。当前，前二种形式的研究和应用较多，后一种形式是国际上近年来才研发出来的一项尖端技术，国内研究才刚刚起步。由于后一种形式可用来测量光纤沿线的应变分布，可以预计，不久在这方面将有所突破，并且前二种形式将发展成更多的应用种类，逐渐向大坝安全监测的各个领域渗透。光纤网络布置形式将更趋丰富多样，更趋科学合理。布里渊散射的基本原理是利用光纤中的布里渊散射光的频移变化量与光纤所受的轴向应变和温度之间的线性关系。布里渊散射光与其他散射光相比的另一个突出优点是它的频移变化量与温度相关性比应变的相关性要小得多(0.002%/°C)。2分布式光纤与普通光纤的区别分布式光纤是一种利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质的传感系统。分布式光纤传感系统原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，采用先进的OTDR技术，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化，实现真正分布式的测量。光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。分布式光纤不是指的光纤，而是指光纤的分布式特性，比如光纤的拉曼效应，光纤中的任意段都具备这种效应，通过探测每一段的拉曼效应可以有效的表征当前位置的温度特性。这就构成了一种分布式光纤测温的系统，通过不同原理可以探测各种信息，构建分布式应力，应变，振动，温度探测等等。3单模光纤和多模光纤的区别及作用按光在光纤中的传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。多模光纤的纤芯直径为50~62.5》m,包层外直径125》m,单模光纤的纤芯直径为8.3》m,包层外直径125》m。光纤的工作波长有短波长0.85》m、长波长1.31》m和1.55》m。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85》m的损耗为2.5dB/km,1.31》m的损耗为0.35dB/km,1.55》m的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65》m以上的损耗趋向加大。由于OH—的吸收作用，0.90~1.30》m和1.34~1.52》m范围内都有损耗高峰,这两个范围未能充分利用。80年代起,倾向于多用单模光纤,而且先用长波长1.31》m。多模光纤(MultiModeFiber):中心玻璃芯较粗(50或62.5》m)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。单模光纤(SingleModeFiber):中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10》m)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31》m波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31》m波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31》m处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31》m波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31》m常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。4光纤光栅1993年hill等人提出了位相掩模技术，它主要是利用紫外光透过相位掩模板后的士1级衍射光形成的干涉光对光纤曝光，使纤芯折射率产生周期性变化写入光栅，此技术使光纤光栅的制作更加简单、灵活，便于批量生产。1993年Aikins等人采用了低温高压氢扩散工艺提高光纤的光敏特性。这一技术使大批量、高质量光纤光栅的制作成为现实。这种光纤增敏工艺打破了光纤光栅制作对光纤中锗含量的依赖，使得可选择的光纤种类扩展到了普通光纤它还大大提高了光致折变量（由10-5最大提高到了10-20这样可以在普通光纤上制作出高质量的光纤光栅。光纤光栅是利用光纤材料的光敏性（外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用引起的折射率永久性变化），在纤芯内形成空间相位光栅，其作用的实质是在纤芯内形成（利用空间相位光栅的布拉格散射的波长特性）一个窄带的（投射或反射）滤光器或反射镜。光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯