[发明专利]一种评估多模声波导光纤温度与应变灵敏度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于布里渊散射的光纤传感领域，特别是一种评估多模声波导光纤温度与应变灵敏度的方法。

背景技术

布里渊散射光的频移和功率均与应变和温度相关，通过测量脉冲光在光纤中传输时产生的后向自发布里渊散射光的频移与功率，可实现应变与温度的连续分布式测量。多模声波导光纤，是指具有复杂折射率分布且有多个声学模式的光纤，其布里渊增益谱(Brillouin Gain Spectrum，BGS)有多个峰，这些布里渊峰之间会产生拍的作用从而形成布里渊拍频谱(Brillouin Beat Spectrum，BBS)。现有技术中，提出了一种新的基于布里渊拍频谱探测的光时域反射(BBS-OTDR)分布式光纤传感技术，只通过测量拍频谱的功率成功实现了对光纤上温度和应变的快速分布式测量(Y.Lu,Z.Qin,P.Lu,D.Zhou,L.Chen,and X.Bao,“Distributed strain and temperature measurement by Brillouin beat spectrum,”IEEE Photon.Technol.Lett.,vol.25,no.11,pp.1050-1053,2013.)。在前述的基于布里渊拍频谱探测的光时域反射分布式光纤传感技术中，若选择使用较高应变与温度灵敏度的多模声波导光纤，

可有效提高传感系统的性能。

但目前尚无基于该探测技术、可对多模声波导光纤的应变与温度灵敏度进行计算的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种评估多模声波导光纤温度与应变灵敏度的方法，以便选择较高应变与温度灵敏度的多模声波导光纤。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种评估多模声波导光纤温度与应变灵敏度的方法，包括以下步骤：

步骤一、根据已知多模声波导光纤的折射率分布，计算得到该光纤的有效折射率n_eff；

步骤二、根据多模声波导光纤布里渊增益谱中的第i个布里渊峰peak i和第j个布里渊峰peak j的功率公式得到布里渊拍频谱中的拍频峰peak(i，j)的功率公式

PBBS(i,j)=2·Pp(0)neff5exp(-2αz)π2Kp122cW·T3λ2·(1+ki(ϵ,T))(1-2ki(ϵ,T))(1-ki(ϵ,T))Ei(ϵ,T)Aiao(ϵ,T)(1+kj(ϵ,T))(1-2kj(ϵ,T))(1-kj)Ej(ϵ,T)Ajao(ϵ,T);]]>