引用本文:

李永倩,刘艳蕊,王磊. 多模光纤布里渊散射效应研究进展[J]. 光通信技术,2021,45(2):10-15.

多模光纤布里渊散射效应研究进展

李永倩,刘艳蕊*,王 磊

(华北电力大学 电子与通信工程系,河北 保定 071003)

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摘要:面对人们日益增长的光纤传感需求,多模光纤的容量优势为解决单模光纤的容量壁垒、实现高精度的多参量光纤传感测量提供了新思路。理论分析了多模光纤的模式特性,综述了多模光纤模式耦合及偏振的研究进展,重点介绍了多模光纤中布里渊散射的阈值、增益谱和布里渊频移的国内外发展动态,分析了未来光纤传感的发展方向。

关键词:多模光纤;模式耦合;布里渊散射;阈值;增益谱;布里渊频移

中图分类号:TN212 文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)02-0010-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.02.003

0 引言
       分布式光纤传感技术因其空间分辨率高、测量距离长等优点应用广泛[1-2]。其中,基于布里渊散射的分布式光纤传感技术以其优越的温度和应变分布测量性能在民用基础设施和结构健康监测的无损检测中得到了广泛的关注与研究[3-4]。
  近年来,国内外专家学者致力于单模光纤布里渊分布式光纤传感系统性能的研究[5-8]。但单模传感光纤仅传输2个正交偏振模式,入纤功率低,可为系统降噪和信噪比提升方法研究提供的自由度有限,且单模光纤容量已接近香农极限[9],其数据容量限制引起了人们对多模光纤的探索。多模光纤芯径大,单端受激布里渊散射(SBS)阈值高,若能够利用多模光纤的多个模式分离承载更多的信息,充分利用多模光纤的多模容量优势,可望满足人们日益增加的传感需求。相比少模光纤[10-13]中模式有限且正交的特殊情况,多模光纤模式众多难以控制,且在制造过程中的细微缺陷、纤芯直径变化、外部应力以及光纤微弯等均会导致多模光纤模式耦合,进而影响系统性能。因此,迫切需要深入研究多模光纤SBS机理及敏感特性。

3 结束语
       多模分布式光纤传感以其容量优势成为未来光纤传感的一个重要研究方向。本文针对多模分布式传感中的SBS效应,综述了多模光纤中模式耦合及SBS阈值、增益谱和频移的研究进展。实际上,多模光纤中的SBS阈值随光束质量的下降而增加[45],即多模光纤中的SBS过程与模式耦合有关。综合考虑多模光纤模式耦合及偏振变化对SBS的影响及多模分布式光纤传感系统的设计与实现,将成为今后的研究热点。