科研聚焦

电子系邵理阳研究员/沈平教授课题组在光纤分布式振动/声波传感技术及应用上取得研究进展并被OEA主编选为封底文章

日期2022-04-12/ 科研聚焦

光纤分布式振动/声波传感技术利用窄线宽激光脉冲在光纤中传输时产生的背向瑞利散射光,在传感光纤全线实现长距离、高空间分辨率的振动、声波检测。相比传统电学或机械传感器,该技术具有全分布式监测、无需远程供能、灵敏度高、抗电磁干扰等优势,具备广阔的应用前景。近日,南方科技大学邵理阳研究员/沈平教授、南京大学张旭苹教授/王峰副教授联合研究团队在Opto-Electronic Advances期刊上发表了题为“Advances in phase-sensitive optical time-domain reflectometry”的综述报道,详细总结了基于Ф-OTDR的光纤分布式声波传感技术及应用的研究进展,该篇报道被编辑选为2022年第5期第3卷的封底文章(Back Cover Paper)。

《光电进展(英文)》(Opto-Electronic Advances, OEA),创建于2018年,是由中国科学院主管、中国科学院光电技术研究所主办的英文学术期刊,是扎根于中国大地的国际化高水平专业期刊,致力于发表光电领域的高质量原创成果、综述以及快讯。期刊主编为中国工程院罗先刚院士,执行主编为新加坡国立大学洪明辉教授。该期刊影响因子为9.682,为中科院大类分区物理1区Top期刊,JCR分区Q1。

文章首先分析了基于瑞利背向散射光强度解调的DVS-Ф-OTDR,及基于相位解调的DAS-Ф-OTDR系统传感原理。重点对比讨论了外差探测IQ解调、外差探测希特波特变换方案、基于3x3耦合器的直接探测方法以及基于相位生成载波技术的直接探测方法等DAS相位解调技术。在此基础上,针对Ф-OTDR系统的关键传感参数,包括传感距离、信噪比、频率响应范围、空间分辨率、振动特征识别准确率等,详细讨论分析了近年来报道的传感性能提升手段。该综述报道进一步总结了Ф-OTDR系统在多领域的工程应用情况,涉及地质勘探、管道保护、周界安防、电缆局部放电检测等方面,以及形状传感、气体浓度传感、虫害检测等特殊应用。最后,文章探讨了基于Ф-OTDR的光纤分布式声波传感技术未来发展的前景与挑战。南方科技大学-澳门大学联合培养博士生刘帅旗为第一作者,南方科技大学邵理阳教授为该论文第一通讯作者,南京大学王峰副教授为论文共同通讯作者。

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