光纤激光传感阵列中的相干坍塌及抑制方法研究

The most attractive advantage of fiber laser sensing is that a series of sensors can be integrated in a single fiber and thus an ultra thin sensing array with compact structure and low weight can be fabricated. However, the length and maximum number of sensors in an array is limited by the coherent collapse in the array. This proposal is just about researches on the coherent collapse in the fiber laser sensing array .a complex model which considers the dual-direction Reileigh scattering ,the dual-direction grating reflections and the emission and absorption of active fiber will be established, and methods to eliminate this effect will also be researched. The related research results will provide important instructions for reducing the noise and further enlarge the scale of fiber laser sensing array.

光纤激光传感的突出优势在于能够在一根光纤上集成多个高灵敏度的传感基元，从而构造出可靠性高、体积小、重量轻的超细传感阵列，但阵列的长度和复用容量受到相干坍塌效应的严重制约。本项目针对光纤激光传感阵列中的相干坍塌及其抑制方法展开研究，建立融合了双向瑞利散射、双向光栅反射和有源光纤受激吸收和辐射效应的完善的复合相干坍塌模型，并以此为基础研究抑制光纤激光传感阵列中相干坍塌效应的方法，为降低光纤激光传感阵列的系统噪声、拓展阵列规模提供核心技术支撑。

光纤激光传感的突出优势在于能够在一根光纤上集成多个高灵敏度的传感基元，从而构造出可靠性高、体积小、重量轻的超细传感阵列，但阵列的长度和复用容量受到相干坍塌效应的严重制约。项目以光纤激光传感阵列中的复合相干坍塌效应为研究对象，对阵列中的相干坍塌进行了系统地理论分析和仿真。理论模型中充分考虑了双向瑞利散射、双向光栅反射、有源光纤吸收和辐射等效应。针对坍塌效应对阵列性能的影响进行了专门仿真计算，得到了大量理论分析结果。.在复合理论模型的基础上，通过对传感基元特性、传输光纤和阵列结构进行综合设计优化，对拓展阵列长度、提高服用容量的方法进行了摸索，初步提出了采用不对称型激光器来拓展阵列长度的方法，并对其进行了实验验证。.项目研究完成预定的研究目标，获得了大量仿真和实验数据，可为降低光纤激光传感阵列的系统噪声、拓展阵列规模提供核心技术支撑。