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光纤传感的基本原理是:光源入射的光束经由光纤进入光纤传感器件,在传感器内与外界物质相互作用,该光束成为被待测物理参数调制的光信号, 使强度、波长、频率、相位、偏振态等光参量发生变化,光信号再由光纤进入光电器件,经解调器的解调后可获得被测参数。整个过程中,光纤及其传感器件起到信号传输和外界物理量感知的作用,是光纤传感的关键组成部分。不同于远距离传输的通信光纤,为了更敏锐地“感知”外界各种信息,通常需要对光纤的波导结构进行特殊的设计,并将其加工成各种高精度的光纤传感器件。
瑞利散射增强光纤通过掺杂及浓度控制提高光纤的瑞利散射,主要用于基于瑞利散射的分布式传感系统中。例如:对于Φ-OTDR传感系统,光脉冲传播到受外界振动信号作用的光纤段时,以瑞利散射方式回到探测器的光信号也会产生变化,通过检测散射光信号的变化就可以检测出测量区域的振动情况,同时通过模式识别算法可以准确判断出多种不同的入侵和破坏方式,并能同时实现多点入侵监测和精确定位。
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