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基于互补集合经验模态分解的相位敏感光时域反射计系统降噪方法
1
作者 岳新博 高旭 +2 位作者 高阳 王海涛 鲁秀娥 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期134-148,共15页
为了提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统测量振动信号信噪比,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的新型去噪方法。CEEMD算法对数字正交(I/Q)解调算法获取的瑞利后项散射光幅值信号和相位信号进行分解,经多尺度排列熵(MPE)... 为了提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统测量振动信号信噪比,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的新型去噪方法。CEEMD算法对数字正交(I/Q)解调算法获取的瑞利后项散射光幅值信号和相位信号进行分解,经多尺度排列熵(MPE)算法筛选后,通过改进的小波阈值算法进行去噪,并设计采用多元宇宙优化(MVO)算法对参数进行优化。实际搭建了外差式Φ-OTDR系统,经仿真和实际测试验证文中算法有效性。最后,将设计算法与以往的经验模态分解-皮尔逊相关系数(EMD-PCC)、自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)及变分模态分解-改进小波阈值(VMD-NWT)去噪方法进行了对比。结果表明,在10.14 km的传感光纤位置上,该方法对于低频10 Hz、中频200 Hz以及高频1 200 Hz的振动事件,其位置信息信噪比分别可达8.88、30.26、11.90 dB,对不同频率段的振动信号均具备有效的去噪能力,且系统定位精度更高。该方法在提高系统信噪比的同时,成功地对振动信号进行了解调,且解调效果比其他三种算法效果更好,为Φ-OTDR系统降噪研究提供了新思路。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射仪 互补集合经验模态分解算法 多尺度排列熵 改进的小波阈值算法 多元宇宙优化算法
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基于相位敏感光时域反射的海底电缆外部扰动监测方法 被引量：2
2
作者 廖雁群 李迪 +3 位作者 李磊 张浩然 杨帅 王航 《广东电力》 北大核心 2024年第8期109-116,共8页
海底电缆是连接陆地和海洋电网的重要纽带,锚击、渔网拖曳等外力破坏是其安全稳定运行的主要威胁。为监测海底电缆外部扰动,基于相位敏感光时域反射技术,设计外差相干型的扰动监测装置,采用正交解调和移动方差平均法识别和定位扰动信号... 海底电缆是连接陆地和海洋电网的重要纽带,锚击、渔网拖曳等外力破坏是其安全稳定运行的主要威胁。为监测海底电缆外部扰动,基于相位敏感光时域反射技术,设计外差相干型的扰动监测装置,采用正交解调和移动方差平均法识别和定位扰动信号,并进行试验验证与现场应用。结果表明:所提方法可有效提取传感光纤中的背向散射光幅值与相位信息;外部扰动造成的相位变化,会引起幅值波动与相位跳变;采用移动方差平均算法提取幅值波动区,可实现外部扰动定位;基于扰动点相位信息,可反演得到扰动时域波形。外差相干型探测技术可用于海底电缆外部扰动监测。 展开更多
关键词 海底电缆 相位敏感光时域反射技术 正交解调 振动
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相位敏感光时域反射仪的信号处理方法综述 被引量：9
3
作者 田曼伶 刘东辉 +1 位作者 曹晓敏 余贶琭 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2189-2209,共21页
相位敏感光时域反射仪由于具备监测范围广、灵敏度高等优点被广泛应用于周界安防等领域。近年来,研究者对其光学系统的改进使得传感距离更长、空间分辨率更高。但需要处理的数据量大大增加,且环境噪声以及扰动类型多样给分布式扰动传感... 相位敏感光时域反射仪由于具备监测范围广、灵敏度高等优点被广泛应用于周界安防等领域。近年来,研究者对其光学系统的改进使得传感距离更长、空间分辨率更高。但需要处理的数据量大大增加,且环境噪声以及扰动类型多样给分布式扰动传感系统的实际应用带来了挑战。本文总结了提高该系统信号信噪比、扰动识别率等性能指标的信号处理方法,包括降噪算法、特征提取算法、机器学习以及深度学习算法,尽可能地对比各种算法的优劣,并展望了未来该领域信号处理方法可能的发展方向。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射仪 信号处理 降噪算法 特征提取 机器学习
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基于支持向量机的相位敏感光时域反射仪研究 被引量：10
4
作者 马诗洋 王宇 +4 位作者 王鹏飞 李君婵 白清 刘昕 靳宝全 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期609-616,共8页
为了解决实际环境中振动事件易误报的问题,在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动传感系统中,引入了一种融合小波能量谱和支持向量机(SVM)的模式识别方法。首先,利用小波能量谱分析方法,设定最优分解层为5层,并从原始信号中提取... 为了解决实际环境中振动事件易误报的问题,在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动传感系统中,引入了一种融合小波能量谱和支持向量机(SVM)的模式识别方法。首先,利用小波能量谱分析方法,设定最优分解层为5层,并从原始信号中提取出特征向量;然后利用支持向量机的“一对一法”多分类策略对振动事件进行识别分类。考虑到实际环境因素的影响,对沿光纤行走、敲击光纤以及沿光纤慢跑3种模式的振动进行了检测试验;最后,采用准确率、精确率、召回率和F值来综合评价支持向量机分类器的性能。实验结果表明:该模式识别方法实现了84.9%的振动事件分类准确率。 展开更多
关键词 计量学 相位敏感光时域反射仪 支持向量机 光纤传感 模式识别 小波能量谱
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基于相位敏感光时域反射计的长距离入侵探测系统(英文) 被引量：15
5
作者 张春熹 钟翔 +1 位作者 李立京 李勤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期742-746,共5页
根据受激布里渊散射(SBS)对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的监测距离的限制,分析了在使用不同灵敏度的光电探测器时φ-OTDR系统的监测距离,并根据SBS阈值随着光纤长度的增加而下降的特点,提出了一种新的光路结构以提升系统的监测距离... 根据受激布里渊散射(SBS)对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的监测距离的限制,分析了在使用不同灵敏度的光电探测器时φ-OTDR系统的监测距离,并根据SBS阈值随着光纤长度的增加而下降的特点,提出了一种新的光路结构以提升系统的监测距离。该光路结构采用环行器将敏感光纤分为多个部分,并对各部分的后向瑞利散射光分别进行探测,避免了各部分光纤产生的斯托克斯光相互叠加,从而提高了SBS阈值,进而实现了提升系统监测距离的目的。在实验室测试中,使用3个环行器将敏感光纤分为了3个部分并实现了66.92 km的监测距离。通过增加环行器的数量,系统的监测距离可以进一步提高。 展开更多
关键词 受激布里渊散射(SBS) 相位敏感光时域反射计(φ-OTDR) 光纤分布式扰动传感器
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相位敏感光时域反射光纤传感技术的研究综述 被引量：9
6
作者 庞拂飞 刘奂奂 王廷云 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第2期130-136,共7页
相位敏感光时域反射计(Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR)是一种新型的分布式光纤传感技术,在周界安防入侵和建筑结构健康监测等领域具有广泛应用.针对Φ-OTDR的传感原理,根据其系统结构及信号处理,总结了Φ-... 相位敏感光时域反射计(Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR)是一种新型的分布式光纤传感技术,在周界安防入侵和建筑结构健康监测等领域具有广泛应用.针对Φ-OTDR的传感原理,根据其系统结构及信号处理,总结了Φ-OTDR系统在光源技术、传感头技术、探测技术、复用技术和信号处理技术方面的进展,并对其进行了简要分析. 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射计 相干探测 频分复用 模式识别
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激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计性能影响研究(英文) 被引量：3
7
作者 钟翔 张春熹 +1 位作者 李立京 李勤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期91-95,共5页
针对激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的性能影响,文中采用后向瑞利散射的一维脉冲响应模型对其进行了理论分析。在实验室测试中,搭建了臂长差为100 m的非平衡MZ干涉仪来实时监测激光器的频率漂移;并通过测试三种不同频... 针对激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的性能影响,文中采用后向瑞利散射的一维脉冲响应模型对其进行了理论分析。在实验室测试中,搭建了臂长差为100 m的非平衡MZ干涉仪来实时监测激光器的频率漂移;并通过测试三种不同频率漂移的激光器下的φ-OTDR系统性能验证了理论分析的正确性。理论分析及实验结果表明,激光器的频率漂移是引起φ-OTDR曲线波动的重要因素,频率漂移越大,其引起的φ-OTDR曲线波动就越大;当频率漂移高达几百MHz/min时,在时域上已难以区分出是频率漂移引起的扰动还是入侵事件引起的扰动,但仍能在频域中将频率漂移噪声分辨出来。 展开更多
关键词 频率漂移 相位敏感光时域反射计(φ- OTDR) 光纤分布式扰动传感器
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相位敏感光时域反射计识别入侵事件算法 被引量：6
8
作者 郑印 段发阶 +1 位作者 涂勤昌 韦波 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期79-84,共6页
在相位敏感光时域反射计识别入侵事件中,基于传统算法研究了时间域单点振动判断、空间域相邻点振动判断、特征量峰值比例判断相互结合的算法,并从算法的识别准确率、实时性、复杂性、定位稳定性等角度,衡量算法的优劣.实验验证发现,时... 在相位敏感光时域反射计识别入侵事件中,基于传统算法研究了时间域单点振动判断、空间域相邻点振动判断、特征量峰值比例判断相互结合的算法,并从算法的识别准确率、实时性、复杂性、定位稳定性等角度,衡量算法的优劣.实验验证发现,时间域单点振动判断、空间域相邻点振动判断结合的算法识别入侵事件准确率最高,达100%,且实时性满足性能要求,算法简单,定位稳定性好.该算法在不同频率下振动事件中适用性较强,可为相位敏感光时域反射计应用于安防监测领域的信号处理部分提供参考. 展开更多
关键词 光纤传感器 相位敏感光时域反射计 入侵监测 信号处理 识别准确率
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相敏型光时域反射系统信噪比提升
9
作者 王子豪 刘志凯 +2 位作者 冯玉祥 张成龙 吕立冬 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期287-296,共10页
相位敏感型光时域反射系统(Φ-OTDR)的灵敏度受激光器的相位噪声、掺铒光纤放大器的自发辐射噪声、光电探测器的散粒噪声及热噪声等系统固有噪声和环境随机噪声的制约,因此,本文研究光时域反射数据的降噪算法,在不降低系统频率响应范围... 相位敏感型光时域反射系统(Φ-OTDR)的灵敏度受激光器的相位噪声、掺铒光纤放大器的自发辐射噪声、光电探测器的散粒噪声及热噪声等系统固有噪声和环境随机噪声的制约,因此,本文研究光时域反射数据的降噪算法,在不降低系统频率响应范围的条件下提高系统的信噪比。本文提出Savitzky-Golay平滑算法,选择固定长度的滑动窗口,对窗口内的光时域反射数据进行降噪处理,同时保持数据的采样频率,并搭建实验系统进行验证。实验结果显示:采用Savitzky-Golay平滑算法,系统的信噪比相对于原始信号逐差法的信噪比提高了5.41 dB,与常用的累加平均算法、滑动平均算法相比信噪比分别提升3.39 dB和5.05 dB。结果表明:Savitzky-Golay平滑算法可提高Φ-OTDR系统的灵敏度和准确度,使其能够精准地感知微小振动事件,以降低系统误报率。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射仪 Savitzky-Golay平滑算法 信噪比 阈值定位
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相位敏感光时域反射系统的时钟同源I/Q解调方法 被引量：6
10
作者 刘珉含 王旭 +4 位作者 于淼 付群健 常天英 张瑾 崔洪亮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期213-220,共8页
提出一种基于时钟同源I/Q解调的相位敏感光时域反射系统解调方法.分析了调制信号与混频信号非同源不一致对解调结果的影响,采用声光调制器调制信号、斩波信号与I/Q混频信号时钟同源的方法以消除残余频率的影响.实验采用双压电陶瓷作为... 提出一种基于时钟同源I/Q解调的相位敏感光时域反射系统解调方法.分析了调制信号与混频信号非同源不一致对解调结果的影响,采用声光调制器调制信号、斩波信号与I/Q混频信号时钟同源的方法以消除残余频率的影响.实验采用双压电陶瓷作为扰动源,通过I/Q解调实时获得后向瑞利散射光幅值和相位,进而实现扰动的定位和还原.实验结果表明,该系统能有效地探测到5km和9km处的正弦扰动,定位信号信噪比分别达17.8dB和16dB,相位解调结果准确还原正弦扰动,与正弦曲线的拟合系数分别为0.994和0.991,均方根误差分别为0.116和0.141.实验进一步验证了该方法能够测得不同扰动幅度下的相位正弦变化曲线,并能准确得到不同扰动频率,且扰动位置处相位变化幅度与扰动强度具有良好的线性关系,线性拟合系数达0.992,均方根误差为0.499,均优于非同源解调结果. 展开更多
关键词 光纤传感 时钟同源 I/Q解调 相位敏感光时域反射系统 残余频率
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基于相位敏感光时域反射技术的导线舞动状态监测 被引量：18
11
作者 郝伟博 赵衍双 +4 位作者 李卓枢 谢凯 邢键 张建中 苑立波 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期437-446,共10页
利用相位敏感光时域反射(phase-sensitive optical time-domain reflectometer,Φ-OTDR)技术对导线进行舞动状态识别和实时监测.首先通过预绞丝将光纤复合相线(optical phase conductor,OPPC)安装在室内舞动试验机上,然后由激振器对OPP... 利用相位敏感光时域反射(phase-sensitive optical time-domain reflectometer,Φ-OTDR)技术对导线进行舞动状态识别和实时监测.首先通过预绞丝将光纤复合相线(optical phase conductor,OPPC)安装在室内舞动试验机上,然后由激振器对OPPC施加不同的激振频率,最后分析不同激振频率下Φ-OTDR系统测量信号的特征.当激振频率不同时,Φ-OTDR系统测量信号具有不同的频率特征. 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射 光纤复合相线 导线舞动 光纤传感 输电线路
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基于波网络的相位敏感光时域反射系统模式识别方法研究 被引量：5
12
作者 张耀鲁 于淼 +5 位作者 常天英 李姝凡 郑志丰 杨悦 王忠民 崔洪亮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期50-61,共12页
针对相位敏感光时域反射系统中传统人工特征提取和模式识别方法实时性差、准确率低的问题,提出一种波网络模式识别方法。该方法通过因果空洞卷积结构充分分析光纤振动信号的时序因果性,通过残差块结构使模型更快收敛,以实现更高的识别... 针对相位敏感光时域反射系统中传统人工特征提取和模式识别方法实时性差、准确率低的问题,提出一种波网络模式识别方法。该方法通过因果空洞卷积结构充分分析光纤振动信号的时序因果性,通过残差块结构使模型更快收敛,以实现更高的识别准确率和效率。实验结果表明,在对手拍、脚踩、棒击三种信号识别时,与一维卷积神经网络结构和长短期记忆网络结构方法相比,该方法识别准确率高达99.85%;且训练耗时最少,低至96 s,测试耗时也仅为30 ms,满足应用实时性的要求。该模式识别方法既具有高准确率又具有高实时性,对于φ-OTDR系统在周界安防中的应用推广具有重要意义。 展开更多
关键词 相位敏感 光时域反射系统 深度神经网络 因果空洞卷积 残差网络 模式识别
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基于移动方差平均算法的相位敏感光时域反射计去噪算法研究 被引量：7
13
作者 管彦周 万生鹏 +2 位作者 程亚楠 万东辉 喻俊松 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期233-240,共8页
在相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)系统中,扰动信号一般淹没在噪声中,导致扰动定位困难。为了提高扰动信号的信噪比,本文结合方差算法自身具有突出数据离散程度的特点,提出了一种移动方差平均算法。相比于累加平均、移动平均法、分离平... 在相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)系统中,扰动信号一般淹没在噪声中,导致扰动定位困难。为了提高扰动信号的信噪比,本文结合方差算法自身具有突出数据离散程度的特点,提出了一种移动方差平均算法。相比于累加平均、移动平均法、分离平均法、小波去噪、移动平均法+移动微分等传统算法,仿真和实验结果显示,移动方差平均算法具有更好的去噪效果,具有更高的信噪比(SNR)。因此,该算法可以用较少的累加采集次数实现扰动信号的定位,从而可以进一步提高φ-OTDR系统的响应频率,提升系统的实时性。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射计 移动方差平均算法 定位 信噪比
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相位敏感光时域反射系统相位模糊及解卷绕 被引量：7
14
作者 于淼 孙铭阳 +2 位作者 张耀鲁 何禹潼 郑志丰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期221-228,共8页
对相位敏感光时域反射系统相位模糊问题和解卷绕进行了研究,推导了系统中扰动引入的相位变化的整个过程,分析了相位敏感光时域反射系统相位解调过程中产生相位模糊的原因。实验采用压电陶瓷作为扰动源,通过数字相干解调方法进行了相位... 对相位敏感光时域反射系统相位模糊问题和解卷绕进行了研究,推导了系统中扰动引入的相位变化的整个过程,分析了相位敏感光时域反射系统相位解调过程中产生相位模糊的原因。实验采用压电陶瓷作为扰动源,通过数字相干解调方法进行了相位解调。实验结果表明,相位模糊同时存在于每条相位解调曲线上和曲线之间,因此需要进行两次相位解卷绕消除相位模糊现象;同时,对实验中产生的相位错乱进行了分析,指出相位解卷绕阈值和扰动位置相位的剧烈变化导致了扰动位置相位解卷绕结果不准确,提出了采用相位差变化峰之后的临近位置处的相位变化来还原扰动。实验表明,这种方法能够正确还原扰动信号,能够对10 Hz~1.5 kHz范围内的扰动信号进行准确解调,可同时响应并解调光纤沿线多点扰动,且相位变化幅值与扰动强度具有良好的线性关系。 展开更多
关键词 光纤传感 相位敏感光时域反射系统 相位模糊 相位解卷绕
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相位敏感光时域反射系统低频响应性能优化
15
作者 于淼 孙铭阳 +3 位作者 何禹潼 张崇富 郑志丰 孔谦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期243-251,共9页
相位敏感光时域反射系统以其分布式光纤传感技术的优势在分布式水听、压裂微地震检测、自然灾害预警等低频监测领域具有极高的应用前景。文中对系统中脉冲斩波信号与频率调制信号时钟不同源的问题予以验证,并对其产生的影响进行理论分析... 相位敏感光时域反射系统以其分布式光纤传感技术的优势在分布式水听、压裂微地震检测、自然灾害预警等低频监测领域具有极高的应用前景。文中对系统中脉冲斩波信号与频率调制信号时钟不同源的问题予以验证,并对其产生的影响进行理论分析;设计双路同步时钟源驱动产生脉冲斩波信号和频率调制信号,降低每个脉冲重复周期中频率调制信号的随机低频相位噪声,提高探测脉冲光的相位稳定性;采用时钟同源和时钟非同源两种方式对典型的基于外差相干检测的相位敏感光时域反射系统的声光调制器进行驱动,由信号发生器驱动缠有光纤的压电陶瓷,产生不同频段的扰动信号。实验结果表明:在同一测试条件下,前者在低频段的信噪比、相位解调质量、频率响应方面均优于后者,最小响应频率为0.1 Hz,相对提高两个数量级,降低了系统中低频噪声干扰。该方法易于实现,可与现有的低频性能优化方法或结构兼容,进一步提高系统低频响应性能。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射 时钟同源控制 随机相位噪声抑制 低频探测
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谱减降噪法在相位敏感OTDR扰动传感系统中的应用 被引量：8
16
作者 张春熹 邓卓 +1 位作者 王夏霄 于佳 《激光杂志》 北大核心 2019年第3期16-19,共4页
针对当前基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤扰动传感系统降噪算法复杂且效果不明显的问题,提出了谱减降噪法。首先对采样信号进行加窗分帧和傅里叶变换;其次取前十五帧无扰动信号功率谱的平均值作为噪声的功率谱估计,用含... 针对当前基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤扰动传感系统降噪算法复杂且效果不明显的问题,提出了谱减降噪法。首先对采样信号进行加窗分帧和傅里叶变换;其次取前十五帧无扰动信号功率谱的平均值作为噪声的功率谱估计,用含有扰动信号的功率谱减去噪声的估计谱得到降噪信号的功率谱;最后降噪信号通过逆傅里叶变换得到其时域信号。谱减法运算快且失真小,研究结果表明了在传感距离为53. 6 km的情况下,降噪信号的信噪比提高了2. 7 dB。 展开更多
关键词 谱减法 相位敏感光时域反射计 分布式光纤扰动传感 功率谱
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光学薄膜中界面层和表面吸附层对相位延迟的影响 被引量：2
17
作者 黄建兵 邵建达 范正修 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期105-108,共4页
多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移.根据空气与膜层、膜层之间的实际情况,建立了界面层和表面吸附层模型,并运用它分析相位延迟产生误差的原因.通过优化设计,入射角为54°,在1285～1345nm之间p,... 多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移.根据空气与膜层、膜层之间的实际情况,建立了界面层和表面吸附层模型,并运用它分析相位延迟产生误差的原因.通过优化设计,入射角为54°,在1285～1345nm之间p,s波获得了270±1°的相移,同时也使反射率在99.5%以上.用离子束溅射技术制备相位延迟膜,用分光光度计测试了光谱特性和用椭偏仪测试了相位特性,在相应波段获得了262.4±1.8°的相移,同时也使反射率在99.6%以上.误差的主要来源是离子源工作特性会产生不均匀的过渡层和最外层会吸收一些水汽、灰尘等也产生表面过渡层.由误差分析得出了制备中过渡层的物理厚度和折射率的变化情况,最外层的厚度误差和折射率偏差是发生相移偏小的主要因素. 展开更多
关键词 界面层 表面吸附层 相位延迟 光学薄膜 介质反射镜 分光光度计 过渡层 优化设计 溅射技术 相位特性 光谱特性 工作特性 变化情况 误差分析 厚度误差 反射率 折射率 相移 正入射 偏振态 层模型 入射角 延迟膜 离子束 椭偏仪 不均匀 离子源 膜层 制备 测试 外层
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相位敏感OTDR系统的信号解调方法 被引量：7
18
作者 方英兰 刘升 +3 位作者 沈成银 洪炎 纪利琴 王月琴 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期123-128,共6页
提出了一种改进的关于相位敏感光时域反射计(OTDR)系统的信号解调方法.从理论上阐述了该方法的原理,分析了该方法中关键参数(平均次数、滑动窗口和相减间隔)的取值对相位敏感OTDR系统信号处理结果的影响,并且总结了它们取值的指导依据... 提出了一种改进的关于相位敏感光时域反射计(OTDR)系统的信号解调方法.从理论上阐述了该方法的原理,分析了该方法中关键参数(平均次数、滑动窗口和相减间隔)的取值对相位敏感OTDR系统信号处理结果的影响,并且总结了它们取值的指导依据。与常规的数字平均方法对比,利用该方法进行数据处理,有效地解调出扰动信号,进一步说明该方法的可行性.结果表明,该方法根据信号的波动特征将原始数据进行分组,提高了各组数据的相关性,从而明显改善了系统的信噪比,对长距离相位敏感OTDR系统性能的优化有一定的指导意义. 展开更多
关键词 纤维与波导光学 相位敏感光时域反射计 数字平均 滑动窗口 相减间隔
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基于IQ解调的相位敏感OTDR的研究 被引量：7
19
作者 贺梦婷 庞拂飞 +1 位作者 梅烜玮 王廷云 《光通信技术》 北大核心 2016年第9期23-26,共4页
对单模光纤后向瑞利散射的一维脉冲响应物理模型做了分析,同时对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的相干探测原理做了详细介绍,并对φ-OTDR的信号解调方法进行研究。此外,构建了一套完整的φ-OTDR系统进行压电陶瓷(PZT)振动检测实验,利用... 对单模光纤后向瑞利散射的一维脉冲响应物理模型做了分析,同时对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的相干探测原理做了详细介绍,并对φ-OTDR的信号解调方法进行研究。此外,构建了一套完整的φ-OTDR系统进行压电陶瓷(PZT)振动检测实验,利用正交解调的方法对拍频信号进行处理,再对得到的后向瑞利散射信号的幅度和相位进行分析,实现了不同波形扰动信号的位置和频率信息的检测。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射 一维脉冲响应模型 正交解调
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脉冲参量对时间门控光频域反射仪性能的影响 被引量：2
20
作者 易守天 张志勇 +2 位作者 何海军 张信普 钱恒 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期162-167,共6页
为了对时间门控光频域反射仪系统参量设置进行优化,采用光脉冲压缩原理搭建了时间门控光频域反射仪试验系统,进行了理论分析与实验验证,取得了仿真与实验数据。结果表明,当探测光脉冲信号的峰值功率和本振光信号功率不变时,系统信噪比... 为了对时间门控光频域反射仪系统参量设置进行优化,采用光脉冲压缩原理搭建了时间门控光频域反射仪试验系统,进行了理论分析与实验验证,取得了仿真与实验数据。结果表明,当探测光脉冲信号的峰值功率和本振光信号功率不变时,系统信噪比只与啁啾率相关,且与其成反比;当扫频范围保持80MHz不变时,系统相位噪声随脉宽增加呈现先减小后增大的趋势,且最小值处于2.5μs附近;在实际应用中,满足系统最大扫频范围的条件下,通过调节扫频信号的脉宽,可以获得最优系统相位噪声(最小值)。这一结论对时间门控光频域反射仪系统参量设置与优化是有帮助的。 展开更多
关键词 光纤光学 散射 时间门控光频域反射仪 啁啾率 信噪比 相位噪声
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