[发明专利]感测系统和用于这种系统的少模光纤

权利要求书

1.一种感测光纤，包括：

少模多段纤芯，所述纤芯包括由另一纤芯段围住的一个纤芯段，以及围住所述纤芯的至少一个包层；所述纤芯具有100μm²至350μm²的F因数(μm²)，并且被构造成提供(i)在光导基模和声导基模之间的大于0.7的重叠积分以及(ii)在LP11光导模和声导基模之间的至少0.45的重叠积分。

2.如权利要求1所述的感测光纤，其特征在于：

所述一个纤芯段的折射率变化量低于所述另一纤芯段的折射率变化量，所述纤芯具有4μm≤r≤20μm的纤芯半径。

3.如权利要求2所述的感测光纤，其特征在于，所述LP11光导模和声导基模之间的重叠积分为至少0.5。

4.如权利要求3所述的感测光纤，其特征在于，所述LP11光导模和声导基模之间的重叠积分为至少0.6。

5.如权利要求3所述的感测光纤，其特征在于，对于LP01光学模式在1550nm下的有效面积Aeff≥100μm²。

6.如权利要求5所述的感测光纤，其特征在于，对于LP01光学模式在1550nm下的有效面积Aeff≥150μm²。

7.如权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述纤芯半径为4μm至10μm，并且所述纤芯段的折射率变化量之间的差为Δ₂-Δ₁>0.05％。

8.如权利要求7所述的光纤，其特征在于，所述纤芯段的折射率变化量之间的差为0.05％≤Δ₂-Δ₁≤1％。

9.如权利要求8所述的光纤，其特征在于，所述纤芯段的折射率变化量之间的差为0.15％≤Δ₂-Δ₁≤0.55％。

10.如权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述第一纤芯段具有最大折射率变化量Δ₁而所述另一纤芯段具有最大折射率变化量Δ₂，以使(i)Δ₁＜Δ₂；(ii)相对于包层，Δ₁在0-0.5％之间；以及(iii)Δ₂在大约0.2％-1％之间。

11.如权利要求10所述的光纤，其特征在于，所述第一纤芯段具有最大折射率变化量Δ₁而所述另一纤芯段具有最大折射率变化量Δ₂，以使(i)Δ₁＜Δ₂；(ii)相对于包层，Δ₁在0-0.4％之间；以及(iii)Δ₂在大约0.2％-0.6％之间。

12.一种分布式布里渊光纤感测系统，包括：

权利要求1、2、8、10或11的感测光纤；

泵浦光源，其被配置成将泵浦光引入到导模中的一个中以定义泵浦光导模，所述泵浦光形成布里渊动态光栅(BDG)；以及

探测光源，其被配置成将输入探测光引入到除了所述泵浦光导模以外的一个或多个导模中，以形成从BDG反射的探测光，其中所反射的和输入的探测光通过布里渊波长偏移而发生频移。

13.一种分布式布里渊光纤感测系统，包括：

权利要求11的感测光纤；

泵浦光源，其被配置成将泵浦光引入到导模中的一个中以定义泵浦光导模，所述泵浦光形成布里渊动态光栅(BDG)；以及

探测光源，其被配置成将输入探测光引入到除了所述泵浦光导模以外的一个或多个导模中，以形成从BDG反射的探测光，其中所反射的和输入的探测光通过布里渊波长偏移而发生频移；以及

接收机，其光耦合至所述感测光纤并被配置成检测所反射的探测光以确定所述探测光的布里渊频移和反射位置。

14.如权利要求12所述的分布式布里渊光纤感测系统，其特征在于，还包括接收机，其被配置成根据沿所述感测光纤的距离来确定所述感测光纤中的温度和应变中的至少一个。