Distributed Sensing of Single Mode Fibers with Correlation Techniques
Florian Azendorf, André Sandmann, Michael Eiselt, Bernhard Schmauss
备注：
This work was partly funded by the German Federal Ministry of Education and Research (FKZ16KIS1279K) in the framework of the CELTIC-NEXT project AI-NET-Protect (Project ID C2019/3-4)
In this paper, we report on the development progress of correlation-based optical time domain reflectometry (OTDR). Substituting the direct detection receiver with a coherent receiver enables to extract the phase and polarization information of the reflected signal. Furthermore, due to the mixing of a weak probe signal with a strong local oscillator the sensitivity of the receiver improved. This improvement was demonstrated by analyzing the reflection from an angled physical contact (APC) connector. To further quantify the improvements, we compare the direct detection correlation OTDR (C-OTDR) with the coherent detection correlation OTDR (CC-OTDR) with respect to the spatial and amplitude resolution.
Ultrahigh-Resolution Fiber-Optic Sensing Using a High-Finesse, Meter-Long Fiber Fabry-Perot Resonator
超高分辨率光纤传感已被证明与米长，高精细光纤法布里-珀罗干涉仪（FFPI）。大的，环境引起的谐振频率漂移的主要技术挑战是通过锁定询问激光器到一个类似的米长的FFPI，这与FFPI传感器，是热和机械隔离的环境。在1~100 Hz的频率范围内，可实现800 f ε/sqrt（Hz）的标称噪声极限应变分辨率。应变分辨率在1 kHz时进一步提高到75 f ε/sqrt（Hz），在2 kHz时提高到60 f ε/sqrt（Hz），在23 kHz时提高到40 f ε/sqrt（Hz），证明了与诸如π相移和慢光光纤布拉格光栅等成熟技术相当甚至更好的分辨率。分析了现有系统的局限性，提出了改进策略。这项工作为基于长FFPI的超高分辨率光纤传感奠定了可行的道路。
Multi parameter discrimination using multiple spectral troughs in a cascaded fiber sensor
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Hainan Vocational University of Science and Technology（海南科技职业大学）；Beijing University of Technology（北京工业大学）
氮空位（NV）量子磁力计具有出色的灵敏度和长期稳定性。然而，他们的使用到目前为止，在分布式传感应用，包括远程检测黑色金属，生物物理学和生物传感，已受到限制，由于需要结合到一个单一的系统的光学，射频和磁激励。现有的方法已经产生了本地化的设备，但没有分布式的能力。在这项研究中，我们报告了一个连续的光纤系统架构，使分布式磁传感超过扩展的长度。实现这一目标的关键是一种热拉光纤，它有数百个并联的嵌入式光电二极管和一个中空的光波导，其中包含一种含有NV钻石的流体。该光纤被放置在较大的同轴电缆中以提供所需的RF激励。我们在一条90米长的可浸入水中的电缆中实现了这种分布式量子传感器，该电缆具有102个检测点。一个灵敏度为63 nT Hz-1/2每个站点，激光散粒噪声的限制，建立沿90米的测试部分。这种光纤架构为分布式量子传感技术提供了一个强大且可扩展的平台。
