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提升R-OTDR系统实时性能方法研究
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作者 程碧钊 王东 +1 位作者 王宇 靳宝全 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期701-706,共6页
针对长距离分布式拉曼测温系统(R-OTDR)中数据量大影响系统实时性的问题,提出通过并行运算实现高次累加平均算法提高系统信噪比和系统实时性能的方法。采用中央处理器(CPU)与图形处理器(GPU)协同合作的方式来提高系统的数据处理速度。... 针对长距离分布式拉曼测温系统(R-OTDR)中数据量大影响系统实时性的问题,提出通过并行运算实现高次累加平均算法提高系统信噪比和系统实时性能的方法。采用中央处理器(CPU)与图形处理器(GPU)协同合作的方式来提高系统的数据处理速度。传感数据由CPU控制数据采集端读取,然后使用累加平均算法对传感数据进行去噪。在统一计算设备架构(CUDA)中,通过调用GPU上的kernel函数对累加平均算法次数进行多线程分配,以10线程的模式进行并行运算以提高数据处理速度。实验结果表明,在10km传感距离下,相比于原系统30000次累加平均算法,采用50000次累加平均算法使系统测量误差由±1.1℃降至±0.5℃,并且采用CPU和GPU协同合作的方式使50000次累加平均算法的运算时间由3890ms降至1.472ms,提升了系统实时性能。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 自发拉曼散射 并行数据处理 光时域反射
一种超长跨距光纤传输链路监测方法 预览
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作者 邓沌华 张谱 李蔚 《光通信技术》 北大核心 2019年第11期29-32,共4页
为了解决超长跨距光纤传输的损耗测量的问题,提出一种新型基于数字线性调频-光时域反射(DLFM-OTDR)的测量方法,该方法能解决最大测量距离和空间分辨率之间的矛盾。DLFM-OTDR在发射端和接收端分别采用直接调制和直接检测,结构简单,不需... 为了解决超长跨距光纤传输的损耗测量的问题,提出一种新型基于数字线性调频-光时域反射(DLFM-OTDR)的测量方法,该方法能解决最大测量距离和空间分辨率之间的矛盾。DLFM-OTDR在发射端和接收端分别采用直接调制和直接检测,结构简单,不需要额外的光学器件,并且引入短时分数阶傅里叶变换(STFrFT)进行信号处理和噪声滤波。使用DLFM-OTDR开发板在实际光纤传输链路中进行了实验测试,以光纤链路长度为2×150 km的测量结果为例进行了分析,实验结果表明:DLFM-OTDR特别适合在单跨段很长的情况下,实现超长光纤链路的监测。 展开更多
关键词 超长跨距光链路 光时域反射仪 数字线性调频 短时分数阶傅里叶变换
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分布式光纤测温在通信机房热效能分析中的应用 预览
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作者 张瑜 李玉昇 《电信工程技术与标准化》 2019年第4期22-26,共5页
随着5G技术的快速发展,通信机房快速新建及扩容,机房内设备的数量与功率骤增,传统电子测温方式存在测温点数有限、敷设传输电缆复杂、不利于维护管理等缺点,针对此类通信机房及设备温度监测难题,提出基于拉曼散射与时域反射相结合的分... 随着5G技术的快速发展,通信机房快速新建及扩容,机房内设备的数量与功率骤增,传统电子测温方式存在测温点数有限、敷设传输电缆复杂、不利于维护管理等缺点,针对此类通信机房及设备温度监测难题,提出基于拉曼散射与时域反射相结合的分布式光纤测温方法,有效提高系统测温空间分辨与降低系统敷设难度,可为机房效能分析与动态仿真平台提供高质量温度数据,并通过实验应用,验证了系统可行性,为后续通信机房高能效建设规划提供参考数据来源。 展开更多
关键词 分布式测温 光纤温度传感 时域反射
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光频域反射在电力光缆故障定位中应用研究 预览
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作者 郭旻 李春明 王健 《山西电力》 2018年第6期45-47,共3页
光时域反射技术一直是电力光缆故障定位最为传统的方法并广泛应用于电力通信等各领域,但在通信运维工作中,随着故障点到光时域反射测试点的光缆距离越长,测量的偏差也就越大。因此考虑到利用传统光时域反射技术测量定位方法的不足,分析... 光时域反射技术一直是电力光缆故障定位最为传统的方法并广泛应用于电力通信等各领域,但在通信运维工作中,随着故障点到光时域反射测试点的光缆距离越长,测量的偏差也就越大。因此考虑到利用传统光时域反射技术测量定位方法的不足,分析了光频域反射技术的基本原理并应用到电力光缆故障定位中,同时分析对比光频域反射技术的优点,提出了一种基于光频域反射原理的故障定位方法,可以有效降低光缆故障地理定位误差,且便于运维人员精准定位、快速排查光缆故障点。 展开更多
关键词 光频域反射 光时域反射 电力通信 故障定位
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开裂条件下塑料光纤的力光转换特性 预览
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作者 包腾飞 李涧鸣 赵津磊 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2018年第11期1195-1200,共6页
针对结构出现张开型裂缝条件下塑料光纤的光学感知特性,采用光时域反射技术,分别进行了轴向和非轴向拉伸作用下塑料光纤的力光转换特性试验.结果表明:塑料光纤在受非轴向小角度拉伸时对裂缝感知能力相对更强,当塑料光纤与裂缝呈45°... 针对结构出现张开型裂缝条件下塑料光纤的光学感知特性,采用光时域反射技术,分别进行了轴向和非轴向拉伸作用下塑料光纤的力光转换特性试验.结果表明:塑料光纤在受非轴向小角度拉伸时对裂缝感知能力相对更强,当塑料光纤与裂缝呈45°斜交时,光损耗值和菲涅尔反射值的灵敏度分别达到0.87,dB/mm和0.68,dB/mm,且夹角较小时对裂缝的感知灵敏度较高,以塑料光纤内光损耗水平作为裂缝监测指标可监测到的裂缝最大开度为6,mm.可将塑料光纤光损耗量作为结构开裂的监测指标、菲涅尔反射峰作为裂缝发生位置的定位指标,对混凝土工程的裂缝进行监测. 展开更多
关键词 塑料光纤 光时域反射 裂缝监测 光损耗 菲涅尔反射
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剪扭作用下塑料光纤力光转换特性试验研究 预览 被引量:3
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作者 包腾飞 赵津磊 李涧鸣 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期213-220,共8页
为了研究滑开型和撕开型裂缝条件下塑料光纤的光学感知特性,分别进行了剪切和扭转作用下塑料光纤的力光转换特性试验.结果表明,在错动位移由0增加至0.5mm的过程中,光损耗值和菲涅尔反射值与错动位移呈近似线性关系,灵敏度分别达到15.6dB... 为了研究滑开型和撕开型裂缝条件下塑料光纤的光学感知特性,分别进行了剪切和扭转作用下塑料光纤的力光转换特性试验.结果表明,在错动位移由0增加至0.5mm的过程中,光损耗值和菲涅尔反射值与错动位移呈近似线性关系,灵敏度分别达到15.6dB/mm和5.9dB/mm.塑料光纤内部的光损耗特性对剪切作用较敏感,而对扭转作用不敏感,光损耗水平保持在1dB左右.滑开型和撕开型裂缝条件下塑料光纤具有相似的光学感知特性,菲涅尔反射值和光损耗值都可以作为裂缝错动位移的监测指标,其中,光损耗水平变化幅度更大,对裂缝的感知更敏感. 展开更多
关键词 塑料光纤 光时域反射 裂缝监测 光损耗 菲涅尔反射
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管道应力危害BOTDR分布式光纤检测系统 预览 被引量:1
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作者 迟延光 白清 +4 位作者 王宇 王东 张明江 王磊 靳宝全 《传感技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期1775-1780,共6页
针对长距离地下油气管道因地质沉降导致管道应力破坏的问题,提出了基于布里渊光时域反射(BOTDR)原理的分布式光纤应变检测方法。理论分析了油气管道受地质沉降产生应力变化的检测原理,设计了BOTDR分布式光纤应变检测系统。通过累加平... 针对长距离地下油气管道因地质沉降导致管道应力破坏的问题,提出了基于布里渊光时域反射(BOTDR)原理的分布式光纤应变检测方法。理论分析了油气管道受地质沉降产生应力变化的检测原理,设计了BOTDR分布式光纤应变检测系统。通过累加平均进行信号降噪处理,同时融合列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt)算法,改善系统测量精度。系统性能进行测试,结果表明,系统检测距离可达10 km,应变最大量程为8 500 με,应变测量误差为±46 με、重复性测量偏差为 ±36 με ,定位误差为±2 m,空间分辨率为1 m,满足对管道沿线受应力危害的预警需求。 展开更多
关键词 应变检测 管道安全 BOTDR 应力危害 分布式光纤传感 布里渊散射 光时域反射
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基于反射型TDM的高精度光纤传感器系统设计 预览 被引量:1
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作者 孙超 丁建军 +1 位作者 张冈 陈幼平 《光通信技术》 北大核心 2018年第1期20-23,共4页
为了获得更高的检测精度和更大的测试范围,研究了激光器的调制深度对输出强度的影响,并且基于光谱吸收技术设计了一种基于反射型时分复用(TDM)的光纤传感器系统,首次使用单根光纤完成了多点的气体浓度检测。针对该系统设计了一种适用... 为了获得更高的检测精度和更大的测试范围,研究了激光器的调制深度对输出强度的影响,并且基于光谱吸收技术设计了一种基于反射型时分复用(TDM)的光纤传感器系统,首次使用单根光纤完成了多点的气体浓度检测。针对该系统设计了一种适用于多点检测的高精度光源驱动电路。实验结果表明,在保证能对准吸收峰的情况下,基于反射型TDM的光纤传感器系统具有更高的精度,并且满足远距离测量的要求。 展开更多
关键词 高精度 光时域反射 远距离测量
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基于LabVIEW的光时域反射仪及反射事件检测分析
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作者 王娟 倪屹 +1 位作者 郭瑜 朱星盈 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第12期214-222,共9页
设计了一款基于LabVIEW的光时域反射仪(OTDR),选用1625nm波长的脉冲激光模块作为光源,采用高灵敏度雪崩二极管光电探测器和高速数据采集卡,在LabVIEW集成化虚拟仪器开发环境控制下,对光信号进行采集、处理和数据存储,实现光纤在线实... 设计了一款基于LabVIEW的光时域反射仪(OTDR),选用1625nm波长的脉冲激光模块作为光源,采用高灵敏度雪崩二极管光电探测器和高速数据采集卡,在LabVIEW集成化虚拟仪器开发环境控制下,对光信号进行采集、处理和数据存储,实现光纤在线实时监控。采用数字平均与加权滑动平均相结合的算法,对返回的背向散射信号进行降噪,并定量分析了数字平均次数、平滑宽度、平滑类型对OTDR系统信号处理结果的影响,从而给出一个最佳平滑模型。采用求一阶导数方法并设置导数和幅度双重阈值,对反射事件点进行定位。采用该系统对实际光缆线路的测试结果表明,所提出的最佳平滑滤波器与传统平滑滤波器在相同平滑宽度下相比,动态范围提高了1.1dB,信噪比提高了1.25倍。所提定位算法能较准确地定位反射事件点,表明该算法具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 测量 光时域反射仪 加权滑动平均 反射事件检测
基于相干光时域反射型的光纤分布式声增敏传感研究 预览
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作者 陈文杰 江俊峰 +4 位作者 刘琨 王双 马喆 张晚琛 刘铁根 《物理学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期65-72,共8页
开展了基于相干光时域反射型的光纤分布式声增敏传感研究,提出了单端固定开口波纹薄筒光纤声增敏方法,建立了光纤声增敏装置波节间距、单波节轴向刚度、光纤长度等参数对光纤相位灵敏度的影响理论模型.制作了3种规格的光纤声增敏传感装... 开展了基于相干光时域反射型的光纤分布式声增敏传感研究,提出了单端固定开口波纹薄筒光纤声增敏方法,建立了光纤声增敏装置波节间距、单波节轴向刚度、光纤长度等参数对光纤相位灵敏度的影响理论模型.制作了3种规格的光纤声增敏传感装置进行声传感实验.实验结果表明,声增敏传感装置相位灵敏度达到2.975 rad/Pa,最小声探测信号达到60.1 dB,3种规格的声增敏传感装置的灵敏度测试值与理论分析基本一致.研究结果为高灵敏度的光纤分布式声传感的进一步发展提供了理论和实验基础. 展开更多
关键词 相干探测 光时域反射 声传感 增敏
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应用于定位的光纤振动传感技术的发展现状 预览 被引量:4
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作者 孙晓东 任晓霞 王琳 《工业仪表与自动化装置》 2016年第2期21-25,63共6页
利用光纤作为传感器提取沿途振动信号,通过对检测信号的处理和分析,可有效地检测和定位发生的故障或入侵行为等。分布式光纤振动传感器利用光波在光纤中传输时相位、偏振等对振动的敏感特性,连续实时地监测光纤附近的振动,并能够定位预... 利用光纤作为传感器提取沿途振动信号,通过对检测信号的处理和分析,可有效地检测和定位发生的故障或入侵行为等。分布式光纤振动传感器利用光波在光纤中传输时相位、偏振等对振动的敏感特性,连续实时地监测光纤附近的振动,并能够定位预防事故,有较好的应用前景。根据传感原理,分布式光纤振动传感技术可分为基于干涉原理和基于后向散射探测技术两类。该文主要从以上两个方面综述分布式振动传感器的主要技术和发展动态。 展开更多
关键词 光纤 分布式光纤振动传感器 干涉 光时域反射
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应用于OTDR测试的光纤光栅反射器 预览
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作者 张雪峰 杨立锋 王彬 《电信工程技术与标准化》 2016年第11期85-87,共3页
本文阐述了反射器在PON的OTDR测试诊断系统中的作用及其必要性,探讨了光纤光栅反射器方案的应用特点、与介质薄膜滤波器对比的优势及在国际市场上的应用情况,并介绍了目前光纤光栅反射器在成本方面的突破。
关键词 光时域反射分析仪 光链路测量与诊断 光纤光栅反射器 反射过渡带
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矿井供电系统分布式光纤测温研究与应用 预览 被引量:1
13
作者 李明峰 王涛 +1 位作者 赵强 吴显辉 《中国煤炭》 北大核心 2016年第9期58-60,共3页
利用光子的拉曼散射温度效应和光纤的光时域反射技术,通过在矿井供电系统电缆、器件等布置光纤的方式,检测供电系统隐蔽部位实时温度,超前感知供电系统超温部位,避免矿井供电系统电气火灾事故的发生。
关键词 供电系统 测温 光纤 光时域 反射
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基于分布式光纤测温系统的垃圾填埋场渗漏定位 被引量:2
14
作者 陈亚宇 冯子亮 +1 位作者 杨家良 武方达 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期6087-6092,共6页
提出了基于拉曼散射温度效应和光时域反射(OTDR)的分布式光纤测温系统的新型无黏土层填埋场渗漏检测定位方法。对检测光缆进行加热后,由于被垃圾渗滤液浸湿的GCL比热容大于干燥的GCL,使得渗漏位置温升明显小于未渗漏位置。利用拉曼散... 提出了基于拉曼散射温度效应和光时域反射(OTDR)的分布式光纤测温系统的新型无黏土层填埋场渗漏检测定位方法。对检测光缆进行加热后,由于被垃圾渗滤液浸湿的GCL比热容大于干燥的GCL,使得渗漏位置温升明显小于未渗漏位置。利用拉曼散射光捕捉温度信息,利用光时域反射OTDR准确进行渗漏定位。建立了填埋场渗漏检测的数学模型,并进行了理论推导和实验研究,实测结果证明:模拟的防渗膜破损位置与测量结果高度吻合且最大定位引用误差为0.11%。分布式光纤测温系统可实现对GCL层温度场的变化进行实时、准确的监测,且满足填埋场的长距离、大范围、高腐蚀的特殊要求。 展开更多
关键词 拉曼散射 光时域反射 渗漏定位
基于分布式光纤测温技术的LNG泄漏监测系统 预览 被引量:1
15
作者 王乃民 孙谦 +1 位作者 李红 娄雅琼 《工业仪表与自动化装置》 2014年第4期50-53,共4页
介绍了光纤拉曼散射效应测温和光时域反射定位的技术原理,针对传统点式测温传感器在实际应用中存在的漏检和定位不精确等问题,提出了基于分布式光纤测温技术的LNG泄漏监测系统,该系统采用双通道校正测量模式,提高了温度测量和泄漏... 介绍了光纤拉曼散射效应测温和光时域反射定位的技术原理,针对传统点式测温传感器在实际应用中存在的漏检和定位不精确等问题,提出了基于分布式光纤测温技术的LNG泄漏监测系统,该系统采用双通道校正测量模式,提高了温度测量和泄漏定位的准确度,从硬件组成和软件功能两方面对该系统进行了详细的阐述。 展开更多
关键词 分布式光纤测温 LNG储罐 泄漏监测 拉曼散射 光时域反射
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分布式光纤传感技术在电力电缆监测的应用 预览 被引量:5
16
作者 段绍辉 田杰 +2 位作者 周正仙 王晓华 徐邦联 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期47-48,共2页
为了保证电力电缆的安全问题,电力电缆的温度监测十分关键。针对目前一些光纤测温产品的不足,提出了一种长距离分布式光纤传感器,其具有测量灵敏度高、响应速度快、误报率低、测量长度大、工作稳定等优点。该传感器基于布里渊光时域... 为了保证电力电缆的安全问题,电力电缆的温度监测十分关键。针对目前一些光纤测温产品的不足,提出了一种长距离分布式光纤传感器,其具有测量灵敏度高、响应速度快、误报率低、测量长度大、工作稳定等优点。该传感器基于布里渊光时域反射原理,构造了用于实时监测的分布式光纤测试系统。对该系统的性能进行了检测实验,实验验证该测温系统测温精度误差范围在±0.5℃左右,且具有很好的稳定性,同时,定位精度很高,可以准确的定位故障点,以此可以避免电缆事故的发生。 展开更多
关键词 光纤传感 分布式 布里渊 电力电缆
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基于分布式光纤测温的电力电缆温度在线监测系统 预览 被引量:4
17
作者 田晓霄 李水清 +1 位作者 陈泰 方临川 《电气自动化》 2014年第4期106-108,共3页
电力电缆作为电力系统最基础的单元,其运行温度制约着整个配电系统的安全运行。文章通过对比各种广泛应用的电缆温度检测方法,引入了一种基于拉曼散射光时域反射的分布式光纤在线监测电缆温度系统,应用DSP和FPGA技术设计了高速信号... 电力电缆作为电力系统最基础的单元,其运行温度制约着整个配电系统的安全运行。文章通过对比各种广泛应用的电缆温度检测方法,引入了一种基于拉曼散射光时域反射的分布式光纤在线监测电缆温度系统,应用DSP和FPGA技术设计了高速信号采集和处理单元,并简要介绍了系统的基本原理、组成结构和主要特性。检测结果表明,系统测温精度较高,可以达到±1℃范围之内,能够实现对电缆的实时监测。 展开更多
关键词 电力电缆 在线监测 分布式测温系统 拉曼散射 光时域反射
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分布式光纤温度监测技术与应用 预览 被引量:9
18
作者 吉增权 《河南科技》 2013年第7X期39-40,共2页
分析了光纤拉曼散射测温基本原理、基于光时域反射(OTDR)的定位原理和分布式光纤温度监测原理,研究开发了煤矿采空区温度分布式在线监测及发火预警系统与装备,实现了对煤矿采空区进行温度实时在线定位监测,对停采缓采存在煤炭自燃危险... 分析了光纤拉曼散射测温基本原理、基于光时域反射(OTDR)的定位原理和分布式光纤温度监测原理,研究开发了煤矿采空区温度分布式在线监测及发火预警系统与装备,实现了对煤矿采空区进行温度实时在线定位监测,对停采缓采存在煤炭自燃危险性的工作面,实现了采空区发火的连续、实时监测和准确定位、动态预报。介绍了分布式光纤温度监测系统及应用前景。 展开更多
关键词 光时域反射 拉曼散射 分布式光纤测温 光纤光学
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滑坡监测技术最新进展——OTDR技术 预览
19
作者 吴统一 王勃慧 《电子测试》 2013年第3X期100-101,共2页
滑坡给人们的生命财产造成了严重的损害,同时在一定程度上也影响了地区的生产、生活和经济发展。所以对滑坡监测技术的研究具有重要的现实意义。该文章对光时域反射技术做出了相关介绍,并就其主要理论,提高监测的准确性、有效性等特点入... 滑坡给人们的生命财产造成了严重的损害,同时在一定程度上也影响了地区的生产、生活和经济发展。所以对滑坡监测技术的研究具有重要的现实意义。该文章对光时域反射技术做出了相关介绍,并就其主要理论,提高监测的准确性、有效性等特点入手,对该技术的重要意义做出了简要说明。 展开更多
关键词 滑坡 监测 进展 光时域反射
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光时域反射-光纤光栅传感系统中双激光器的驱动设计 被引量:5
20
作者 章鹏博 胡辽林 +1 位作者 华灯鑫 巩鑫 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期 85-90,共6页
为了扩大应变测量的范围,提出了使用两个分布反馈式(DFB)激光器作为光时域反射-光纤光栅(OTDR-FBG)传感系统的光源的方法,并设计了相应的纳秒脉冲驱动电路和温控电路,得到两个激光器的驱动脉冲宽度分别为3.10ns和3.18ns,脉冲幅值分... 为了扩大应变测量的范围,提出了使用两个分布反馈式(DFB)激光器作为光时域反射-光纤光栅(OTDR-FBG)传感系统的光源的方法,并设计了相应的纳秒脉冲驱动电路和温控电路,得到两个激光器的驱动脉冲宽度分别为3.10ns和3.18ns,脉冲幅值分别为4.40V和4.08V,温度控制电路精度达到±0.04℃。经测试得到的纳秒脉冲和温控精度满足OTDR-FBG传感系统的要求。 展开更多
关键词 光栅 光时域反射 双分布反馈式激光器 纳秒脉冲驱动电路 温控电路
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