混沌BDG实验特性分析与传感测量

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:roseis
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于布里渊散射效应的分布式光纤传感技术因在温度、应变测量上所能达到的测量精度、测量范围、空间分辨率相比其它光纤传感技术具有明显的优势,因此布里渊光纤传感技术已经逐渐成为分布式光纤传感技术的研究热点。布里渊动态光栅(Brillouin Dynamic Grating,BDG)正是基于受激布里渊散射效应(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)而产生的一种随开随关,无需破坏光纤,无需永久刻写的折射率光栅。它继承了布拉格光栅的特点并拥有自身独特的优势,例如全光产生、快速重构、读写分离、位置可调等,因此被广泛应用于分布式光纤传感、可变光延迟线、全光信号处理和高精度光谱分析等领域。然而,目前的BDG由于产生方式的局限性,存在着多光栅激发、光栅长度受限于声子寿命、无法长时间稳定维持等问题。为了突破BDG目前遇到的问题,本论文提出了一种利用具有低相干特性的混沌激光来激发混沌BDG的方案,以期通过混沌BDG解决传统BDG存在的问题,并且利用混沌BDG最终实现温度与应变无交叉敏感的分布式传感测量。具体研究内容如下:(1)首次在实验上证实了混沌BDG实验方案的可行性。利用四种不同光谱带宽的混沌激光,产生了光栅长度分别为2.07 cm,1.66 cm,1.39 cm和1.24 cm的混沌BDG,并利用锁相放大技术对其进行了探测与初步研究。在此基础上,使用光栅长度为2.07 cm的混沌BDG在100 m的保偏光纤中实现了空间分辨率为2.7 cm的分布式温度传感。(2)实验分析了混沌BDG的布里渊增益谱、反射谱和温度系数在不同光栅长度下的变化特性。研究表明,布里渊增益谱的中心频率随光栅长度的减小向高频移动,这是由于混沌光谱的不对称性所致,布里渊增益谱宽随光栅长度减小而增大,其本质是因为混沌光谱带宽的增大导致了布里渊增益谱宽的增加。混沌BDG的反射谱宽随光栅长度减小而成反比例的增加,符合光纤布拉格光栅理论。混沌BDG的增益谱温度系数随光栅长度的减小总体变化不大,但反射谱温度系数随光栅长度的减小而明显增加。由此可得,混沌BDG的各类本征参数均可通过光栅长度所灵活调节。更重要的是,通过减小光栅长度,可以获得GHz量级的反射谱带宽,并且反射谱温度系数可以增加20%。
其他文献
切顶成巷技术通过对顶板进行超前预裂,使得采空区与巷道之间的覆岩载荷传递路径被切断,工作面回采后围岩应力集中转移至实体煤内部,从而巷道上方岩层内产生低应力区,并联合顶板补强支护、临时支护以及挡矸支护等技术,对围岩变形进行控制。虽然目前切顶成巷技术在复合顶板、破碎顶板条件下的各类不同倾角薄煤层、中厚煤层工作面成功应用,但尚未在大采高厚灰岩顶板条件下对该技术展开理论和试验研究。本文以永宁煤矿10202运
学位
为研究碳纤维/环氧树脂复合材料在超高速撞击下的成坑特性,利用二级轻气炮开展了直径为1.00~3.05 mm的铝球以3.0~6.5 km/s的速度正撞击尺寸为100 mm×100 mm×20 mm的碳纤维/环氧树脂复合材料靶板的实验,获得了碳纤维/环氧复合材料靶板的成坑形貌特征,并测量了坑深、成坑表面积、表面损伤面积等尺寸。结合文献数据分析了靶板的无量纲成坑深度p/dp、无量纲坑径系数Dh/dp、表
期刊
煤层气作为一种清洁能源,加强煤层气的开采和利用,可以缓解资源紧张的问题,同时也可以降低瓦斯突出爆炸的风险。煤体的渗透性决定了煤层气的开采效果,注热开采煤层气技术是一种高效增产技术,为了探究注热开采煤层气过程中煤体渗透率的演化机理,利用高温多功能三轴试验系统,进行不同应力状态下煤体的增温渗流试验、热膨胀试验、降压解吸试验、增温解吸试验以及变温条件下的渗流试验,探究在30-150℃增温过程中热膨胀和解
学位
荧光传感具有优异的光学性能,以及高灵敏度、检测方法便捷、响应快等优势,已广泛应用于生物监测、疾病诊断、药物分析、生物成像和化学分析等领域。光流体技术是流体学的一个快速发展分支,而基于光流体学的荧光传感领域的重大发展显著扩大了微传感器的应用范围。微流体的荧光检测可以基于荧光发射的荧光光谱或通过读取荧光发射强度,对于这两种方法,它们的低成本、分辨率高和荧光信号检测的高灵敏度特性,以及荧光团标记的光谱性
学位
常规储层煤层气开采,主要使用水力压裂的方法对煤体进行增渗改造,准确模拟弹塑性煤体在水力压裂后的缝网形态,可为施工工艺的改进和储层开采价值的评估提供参考。有限离散元方法(FDEM)是一种模拟弹塑性材料内部裂纹扩展形态的有效方法,为获得模拟所用本构模型中基于B-K准则的混合断裂能,对煤进行了变预制裂缝倾角的半圆盘三点弯曲(SCB)试验;提出一种使用环氧树脂包裹煤样的立方体试件进行水力压裂研究的试验方法
学位
运用火灾数值模拟软件CFAST构建船舶机舱存储区域数值模型,结合理论分析获取不同火源功率和开口数量对存储区域火灾燃烧特性的影响,结果表明,火源功率对烟气层温度影响较大,火源功率越大,烟气层温度上升速率越快,火灾熄灭时间越早;有无开口对起火舱室的烟气层温度、空气层温度、烟气层高度影响较大;在有开口的情况下,开口数量对烟气层的温度和高度影响不大,对空气层温度影响较大,增加开口数量能够有效降低空气层的峰
期刊
目的 观察计划(plan)—实施(do)—检查(check)—处理(action)(PDCA)循环在医护人员手卫生依从性管理中的应用效果。方法 回顾性分析2020年1—12月东莞市第八人民医院/东莞市儿童医院未实施PDCA循环前医护人员的手卫生状况,并于2021年1—12月实施PDCA循环管理,以定期检查的方式,对比PDCA循环实施前后医护人员的手卫生依从性、洗手正确率、手卫生知识知晓合格率及手细
期刊
在当今这个信息高速发展的时代,光子储备池计算(Photonics Reservoir Computing,PRC)系统在动态信息处理方面发挥着越来越重要的作用,已经广泛用于处理时间序列预测、模式识别及分类等任务。并且对信息处理速度提出了更高的要求,意味着储备池计算系统的信息处理速率需要进一步提升。因此,寻找一种高速光子储备池计算系统变得尤为重要。由于激光器中短光子寿命会带来更快的动力学响应,因而在
学位
低碳烯烃(C2-C4=,乙烯、丙烯和丁烯)是重要的基础有机化工原料,随着化工行业的迅速发展,对其需求量不断增长。低碳烯烃的生产强烈依赖于石油资源,开发非石油路线生产低碳烯烃成为重点研究方向。发展以煤基合成气为原料直接转化制低碳烯烃不仅实现了煤基清洁能源的高效利用,还可以在很大程度上缓解能源危机。从合成气(CO/H2)出发,利用加氢反应制取高附加值化工产品,已成为C1化学领域的热门课题。与传统费托合
学位
目的 探讨基于加速康复外科(ERAS)理念的踝泵运动对老年髋部骨折术后患者凝血功能、血流动力学和康复效果的影响。方法 将92例患者随机分为常规组和ERAS组,每组46例。常规组接受传统干预方案,ERAS组接受ERAS理念干预。观察两组血流动力学、凝血功能、康复效果、心理状态。结果 两组一般资料无统计学差异(P>0.05)。与常规组相比,ERAS组心率更加平稳(P<0.05)。干预前,两组凝血功能各
期刊