调制不稳定性对远程干涉型光纤传感系统的影响研究

干涉型光纤传感系统在水声探测、石油天然气勘探及地震监测等应用领域取得了重大进展，实际应用的迫切需求和光纤技术的发展进一步推动着光纤传感系统向远程化方向发展。数百公里光纤脉冲传输中调制不稳定性引入的噪声严重制约了系统性能。本课题针对干涉型传感系统中光纤传输的窄线宽单频脉冲模拟光信号，建立调制不稳定性对远程干涉型光纤传感系统噪声性能影响的理论模型；采用一种高灵敏度干涉仪相位噪声检测方法，对调制不稳定性引入光纤传感系统的噪声进行实时在线检测；从产生机理出发，深入研究光路中有源光器件、瑞利散射等引入的光强扰动对调制不稳定性的影响，以及受激布里渊散射、四波混频、自相位调制和交叉相位调制等非线性效应与调制不稳定性的相互作用关系，为干涉型光纤传感系统远程化发展提供理论基础和关键技术支撑。本研究不仅推动新一代光纤传感技术的发展，而且将拓展非线性光纤光学的研究内容。

自2012年1月自然科学基金项目“调制不稳定性对远程干涉型光纤传感系统的影响研究”(61177073)获得资助以来，围绕调制不稳定性对远程干涉型光纤传感系统的影响，开展了一系列相关领域的研究，内容涉及包括调制不稳定性、受激布里渊散射、四波混频在内的各种光纤非线性效应，干涉型光纤传感系统的光源性能及相位噪声特性等多个方面并取得了一系列重要成果。目前已发表论文30篇，申请专利5项，从而为干涉型光纤传感系统远程化发展提供了理论基础和关键技术支撑，不仅推动了新一代光纤传感技术的发展，而且拓展了非线性光纤光学的研究内容。