High-efficiency DBA-BOTDA with optimized SNR by multiple bandwidths pump modulation

For Brillouin optical time-domain analysis(BOTDA) based on distributed Brillouin amplification(DBA), constant Brillouin response achieved by the exponentially variable bandwidth/intensity pump modulation suffers from the much lower pumping efficiency for long-range sensing, which counterbalances the merit of DBA. In this Letter, pump modulation by multiple constant bandwidths was proposed and demonstrated. The ～98.9 km sensing with ～5 m spatial resolution and no use of optical pulse coding(OPC) was achieved by ～8 dBm Brillouin pump, which is lower by ～9 dB in theory by comparison with exponentially increased bandwidth modulation.Compared with traditional DBA-BOTDA, signal-to-noise ratio(SNR) enhancement with 4.6 dB was obtained. The flattened standard deviation(STD) of Brillouin frequency shift(BFS)(less than ～2 MHz) along the whole fiber was demonstrated.     

基于NOLF双稳效应对经DSF压缩后的超短光脉冲进行消基座

基于非线性FP腔（NOLF）双稳效应，提出一种利用掺铒光纤放大器（EDFA）及NOLF对经DSF压缩后的超短光脉冲进行消基座的方案.利用耦合模方程，分析了NOLF的消基座特性.结果表明，通过合理选择NOLF的反射率、入射脉冲的中心频率与NOLF的共振频率的失谐量及EDFA的增益，可使脉冲的基座能量比减小一半. 关键词： 超短光脉冲 消基座 非线性FP腔 光学双稳 掺铒光纤放大器     

Comparative study on reduced impacts of Brillouin pump depletion and nonlinear amplification in coded DBA-BOTDA

The impacts of Brillouin pump depletion and nonlinear amplification in coded long-range Brillouin optical time-domain analysis(BOTDA) based on distributed Brillouin amplification(DBA) were studied. The error of Brillouin frequency shift(BFS) due to Brillouin pump depletion was compared for DBA-BOTDA using non-cyclic and cyclic coding. For non-cyclic coding, significant over-and under-shoots of BFS were found in the range with larger BFS variation, such as hot spot. The impact of Brillouin pump depletion can be reduced considerably by cyclic coding. Furthermore, to compensate the BFS error due to nonlinear amplification,a simple and effective log linearization was proposed and demonstrated.     

基于延时光电反馈控制两段式半导体激光器的双稳及自脉动特性

提出一种将延时光电反馈引入两段式双稳半导体激光器（TBLD）的吸收区，从而达到控制其双稳及自脉动特性的方案.利用速率方程模型，分析了反馈增益及延迟时间对TBLD双稳及不稳定特性的控制作用.数值模拟的结果表明：TBLD的稳定区域随延迟时间呈周期性变化；双稳区域随延迟时间的增大而变窄；在一定的取值范围内，增大延迟时间有利于增强双稳的稳定性；负反馈更容易出现不稳定性. 关键词： 两段式双稳半导体激光器 动态双稳 自脉动 延时光电反馈     

基于λ/4相移分布反馈半导体激光器四波混频的THz波长转换特性研究

利用耦合模方程，分析了基于λ/4相移分布反馈半导体激光器四波混频的波长转换特性.数值模拟表明：增大偏置电流、减小失谐量有利于扩展转换效率及消光比的动态范围，同时恶化了频率啁啾的动态范围; 受激射效应影响，消光比及频率啁啾在弛豫振荡频率处达到极大值.通过合理选择系统参量，可以获得较理想的波长转换效果.该方案无需抽运光输入，可实现高速、宽带波长转换，在光通信系统中有一定的应用前景. 关键词： λ/4相移分布反馈半导体激光器')" href="#">λ/4相移分布反馈半导体激光器 四波混频 波长转换     

基于拉曼组合放大的长距离光纤传输系统

本文改进了一种实现长距离自适应补偿光纤传输的方法.在利用光纤光栅形成的谐振腔产生激光对信号光进行拉曼放大的基础上,再利用双抽运光对信号光进行拉曼放大,从而获得更高的拉曼增益以实现更长距离的自适应补偿光纤传输.使实验自适应补偿传输距离达125km(为目前国际上已报道的最长自适应补偿光纤传输距离).实验测量并理论分析了该长距离光纤传输系统的开关增益、放大的自发辐射噪声、噪声指数和光功率分布的特性,实验结果与理论模型符合很好.     

拉曼放大布里渊光时域分析系统非局域效应

应用包含探测光、布里渊泵浦光及拉曼泵浦光相互作用理论模型,数值分析了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域分析仪非局域化特性。结果表明:非局域化随探测光及拉曼泵浦功率增加而恶化;通过频分复用(将具有不同布里渊频移的光纤拼接)及时分复用技术(同时对布里渊泵浦及探测光进行脉冲调制),可有效缩短布里渊泵浦与探测光的作用距离,达到较理想的抑制非局域效应结果。     

非线性效应对前向受激布里渊散射分布式传感的影响

以光力时域分析传感器为例,实验研究了非线性效应对前向受激布里渊散射分布式传感的影响,并给出了优化过程.前向受激布里渊散射的产生由于增益系数低,需要较高的脉冲功率(W级)进行激发,由于读取脉冲光与散射光同向传输特性,高功率脉冲将诱发前向受激布里渊散射传感系统中各种非线性效应.借鉴前人激活-读取分离技术,可有效避免激活脉冲非线性效应的影响,然而读取脉冲非线性效应对传感性能仍存在直接影响.基于此,本文研究了不同读取脉冲功率条件下,非线性效应对前向受激布里渊散射传感性能的影响及其物理机理;具体展示了～4.7 km标准单模光纤中,一、二阶散射边带随读取脉冲功率的演化过程,最终找到了优化区间,得到较为完美的本地增益谱,并且延长了传感距离.     

基于超长环形激光器泵浦的94 km布里渊分布式传感系统

首次将超长光纤环形激光器的光放大应用于布里渊光时域分析(BOTDA)传感系统,以延伸传感距离。 通过对布里渊泵浦消耗、 拉曼泵浦相对强度噪声(RIN)转移的抑制及拉曼泵浦功率分布的优化,基于对布里渊增益谱分析的原理在94 km的传感距离上实现了3 m空间分辨率,以及全程28 με/1.4 ℃应变/温度精度。     

基于双向拉曼放大的相位敏感光时域反射仪

报道了一种基于双向拉曼放大延长相位敏感光时域反射仪分布式光纤传感系统传感距离的方法.利用双向拉曼抽运对信号光进行拉曼放大, 补偿了光纤传输损耗.实验表明, 该方法提高了整个传感光纤上信号光的分布均匀性, 实现了74 km的超长传感距离和20 m的空间分辨率, 同时, 试验了不同信号光入纤功率和抽运功率对基于双向拉曼放大的相位敏感光时域反射仪系统的影响. 关键词： 相位敏感光时域反射仪 分布式光纤传感 拉曼放大