基于拉曼散射的分布式光纤折叠结构温度传感器

王 真， 孙晓红， 薛 琦， 王 帅， 王喜世

(1.郑州大学 信息工程学院 河南 郑州 450001; 2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室 安徽 合肥 230026)

基于拉曼散射的分布式光纤折叠结构温度传感器

王 真1， 孙晓红1， 薛 琦1， 王 帅1， 王喜世2

(1.郑州大学 信息工程学院 河南 郑州 450001; 2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室 安徽 合肥 230026)

提出了基于光纤折叠结构的分布式温度传感器系统，该系统只采用反斯托克斯散射光的方法解调温度.由于光纤折叠结构的应用，光纤内相对于半长度处对称的两个不同位置的后向拉曼散射所携带的温度场信息相同，这样就可以只探测反斯托克斯散射光强解调出温度，从而消除了传统方法中由于波长不同而引起的损耗差，有效提高了测量精度.最后用时域累加平均预处理信号，再用小波变换使信噪比由1 dB提升到11 dB.

温度传感器； 反斯托克斯； 拉曼散射； 小波变换

0 引言

入射激光脉冲在光纤中传播时产生拉曼散射，拉曼散射包含斯托克斯散射和反斯托克斯散射.因为反斯托克斯散射光对温度敏感，斯托克斯散射光对温度不敏感，可以用斯托克斯散射光解调反斯托克斯散射光，利用二者的比值得到温度信息，这是传统的基于拉曼散射的分布式光纤温度传感器的基本原理[1-4].但是这种方法存在一些不足之处: 不同的光纤类型斯托克斯散射光和反斯托克斯散射光的波长有100～200 nm的差值，由于波长不同，两者在光纤中传播时的损……