基于上述要求,山东大学教育部激光与红外系统集成技术重点实验室光纤传感技术研究团队提出了一种基于时分复用的长距离灵活频响相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)。长距离的分布式灵活频率振动感测可以通过以时分复用方式重新配置系统布局来实现,即通过重新路由瑞利后向散射信号以进行分段处理,仅添加额外的掺铒光纤放大器来代替任何其他复杂的信号放大或脉冲调制机制。通过时分复用重构,大大缓解了φ-OTDR系统中传感距离和振动频率响应之间的权衡。与传统的系统布局相比,所提出的系统允许每个传感光纤段之间没有任何串扰且具有灵活的频率响应。在实验中,所提出的系统在60km的感测距离上实现了频率响应高达4.5kHz的分布式振动感测。此外,通过成功识别52km长光纤末端频率高达20kHz的振动事件,进一步验证了所提出系统的频率响应灵活性。研究成果以“Long-distance OTDR with a Flexible Frequency Response based on Time Division Multiplexing”为题在Optics Express上发表,山东大学教育部激光与红外系统集成技术重点实验室硕士研究生李帅为第一作者,徐演平教授为通讯作者。
徐演平,山东大学光学高等研究中心教授、博士生导师,山东大学齐鲁青年学者。2011年本科毕业于吉林大学物理系,获得理学学士学位;同年赴加拿大渥太华大学物理系深造,分别于2013年和2017年获得理学硕士和理学博士学位。主要研究工作包括:光纤传感技术与应用(点式多参量光纤传感技术、长距离分布式光纤传感技术),光纤激光技术(窄线宽光纤激光器、多波长光纤激光器以及随机光纤激光器),混沌激光技术(混沌半导体激光器技术、随机数发生器技术),光纤通讯技术(非线性光学效应和系统优化)。主持和参与了国家自然科学基金青年科学基金项目、山东省自然科学基金面上项目,加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)的Discovery Grant Program、Engage Grants、Research Tools and Instruments(RTI) Grants等国家和省部级项目。目前已经在Optics Letters、Optics Express、IEEE Internet of Things Journal、Sensors and Actuators B: Chemical、Applied Physics Letters、IEEE Journal of Lightwave Technology等主流光学和相关领域期刊及各种国际会议上发表论文50余篇,并获得多项中国发明专利和美国发明专利。长期担任Optics Express、Optics Letters、IEEE Journal of Lightwave Technology、IEEE Photonics Technology Letters、Applied Optics、Optics Communications、Optical Fiber Technology等业内主流期刊审稿人。
文章信息:
Shuai Li, Zengguang Qin, Zhaojun Liu, Wenchen Yang, Shuai Qu, Zequn Wang, and Yanping Xu, “Long-distance OTDR with a Flexible Frequency Response based on Time Division Multiplexing”, Optics Express, 29(21): 32833-32841.