本文摘要:,分布式光纤温度传感系统DTS基于光纤拉曼(Raman)衍射现象。

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,分布式光纤温度传感系统DTS基于光纤拉曼(Raman)衍射现象。激光光源接收到的光脉冲与光纤分子相互作用,再次发生衍射,散射光有瑞利衍射、布里渊衍射、拉曼衍射等多种类型。

其中拉曼衍射与光纤分子的热振动有关,因此易受温度影响,可用于展开温度测量。光纤中衍射信号是倒数,使用高速信号采集技术测量入射光和拉曼散射光之间的时间间隔,可以得到拉曼散射光再次发生的方向。拉曼散射光容易受到温度的影响,因此可以沿光纤测量适当的温度。

作为传输介质,光纤一般被指为被动介质。但是在非线性领域,光纤具有很强的有源特性。(威廉莎士比亚、非线性、非线性、非线性、非线性、非线性)非线性效应对光纤通信非常有利,但光纤的其他应用(如光倍率、光波动、光调制)具有根本意义,检测技术也有潜在的应用。光回节是光和物质相互作用的一种表现形式,它以介质的不均匀分布为前提。

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光线通过介质时,大部分光谱都会进入,但有些光线会偏离原来的传播方向而扩散。光回节的特性与介质的成分、结构、均匀分布及物态变化密切相关。宏观上可以看到的是介质的光学不均匀性或折射率的不均匀性分布性。

显然是这样的。分布式光纤温度传感技术的原理基于反向拉曼(Raman)衍射效果。输出波长为1550nm或1310nm的激光脉冲与光纤分子相互作用时,如图1右侧所示,瑞利衍射、布里渊衍射和拉曼衍射等多种衍射再次发生。其中拉曼衍射与光纤分子的热振动密切相关。

从量子理论能级的角度来看,拉曼衍射是光子的非弹性碰撞引起的。以双原子分子的能级为例,拉曼衍射过程的能级如图2右图所示。在图2中,E1、E2分别对分子振动的基底状态和发生状态做出反应。

假设通过光纤的激光频率为0,光子的能量为H0。如果分子在振动基底状态E1(或振动发生状态E2)中被入射光引起能量水平E1 h0(或E2 h0)的虚脱,并返回振动基底状态E1(或振动发生状态E2),则频率为0的光子将被衍射。

这被称为瑞利散射。

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