Как он служит источником сигнала для распределенного волоконного зондирования (OTDR/OFDR)?
Рэлеевское рассеяние служит фундаментальным источником сигнала для методов распределенного волоконного зондирования, таких как оптическая рефлектометрия во временной области (OTDR) и оптическая рефлектометрия в частотной области (OFDR), благодаря своей неотъемлемой природе в оптических волокнах.
Вот как это работает:
- Микроскопические неоднородности: Оптические волокна, несмотря на их высокую чистоту, имеют микроскопические флуктуации плотности и вариации состава, «замороженные» в их стеклянной структуре во время производства. Эти неоднородности намного меньше длины волны света.
- Механизм рассеяния: Когда свет распространяется по волокну, он сталкивается с этими мельчайшими неоднородностями. Это вызывает рассеяние части света во всех направлениях, что является явлением, известным как рэлеевское рассеяние.
- Обратно рассеянный сигнал: Небольшая доля этого рассеянного света направляется обратно к источнику, что называется рэлеевским обратным рассеянием. Этот обратно рассеянный свет действует как непрерывная «подпись» каждой точки вдоль волокна.
- Распределенное зондирование:
- OTDR: В OTDR в волокно запускается короткий оптический импульс. По мере его распространения импульс генерирует рэлеевское обратное рассеяние. Измеряя время прибытия и интенсивность обратно рассеянного света, а также зная скорость света в волокне, прибор OTDR может определить местоположение и величину событий (таких как сплайсы, разъемы или обрывы) или изменений в потерях по всей длине волокна.
- OFDR: OFDR использует источник света с непрерывно изменяющейся частотой. Обратно рассеянный свет от разных точек вдоль волокна возвращается к детектору с фазовым сдвигом, пропорциональным пройденному расстоянию и диапазону частот. Выполняя преобразование Фурье от детектируемого сигнала, система может точно отобразить профиль рассеяния и обнаружить мельчайшие изменения деформации или температуры с очень высоким пространственным разрешением вдоль волокна.
Непрерывная генерация рэлеевского обратного рассеяния вдоль всей длины волокна позволяет проводить истинно распределенные измерения, делая само волокно датчиком.
OFSCN предлагает специализированные оптические волокна, такие как
<a href=“https://www.ofscn.org/dofs/85-c-sst-optical-cable.html” target=“_blank”
OFSCN® 85°C Seamless Steel Tube Fiber Cable
и
<a href=“https://www.ofscn.org/dofs/200-c-sst-optical-cable.html” target=“_blank”
OFSCN® 200°C Seamless Steel Tube Fiber Cable
, которые могут использоваться в качестве распределенных оптоволоконных кабелей или датчиков, совместимых с датчиками на основе рэлеевского, рамановского или бриллюэновского рассеяния.