用於光纖傳感BOTDA/BOTDR的铌酸鋰調製器

BOTDA光纖傳(chuan) 感係統中電光調製器及配套器件的選擇

布裏淵(Brillouin)傳(chuan) 感器是一種光纖傳(chuan) 感技術，在分布式溫度和應變傳(chuan) 感中具有越來越重要的地位，同時，這種技術在各種工業(ye) 溫度測量，結構壽命監測和管道監控等領域的廣泛国产成人在线观看免费网站，對布裏淵時域分析(BOTDA)提出了越來越高的性能要求。

電光調製器（EOM）是BOTDA光學子係統中關(guan) 鍵的器件之一，選擇合適的電光調製器規格和工作條件對係統的整體(ti) 性能，一致性和可靠性有著重要的影響。

傳(chuan) 感元件，即光纖，也必須根據目標溫度範圍和是否存在輻射仔細選擇。

傳(chuan) 統BOTDA係統中有2個(ge) 電光調製器：脈衝(chong) 產(chan) 生的EOM1（泵浦信號）和EOM2用於(yu) 產(chan) 生傳(chuan) 感光纖的布裏淵頻移（相對於(yu) 泵浦光頻率）的種子光信號。 通常條件下，SMF-28的布裏淵頻移為(wei) 10.820GHz，通過在傳(chuan) 感光纖的另一端注入EOM2產(chan) 生的探測種子信號，布裏淵背向散射是一個(ge) 受激過程，信噪比較高。

BOTDA係統的重要指標是空間分辨率、溫度/應變分辨率、Max測量範圍和測量速度。

空間分辨率是分布式光纖傳(chuan) 感器中兩(liang) 個(ge) 數據點之間的Min可分辨距離。一般來說，這取決(jue) 於(yu) 脈衝(chong) 寬度，而減小脈寬將增加空間分辨率。對於(yu) 傳(chuan) 統的BOTDA係統，典型的空間分辨率為(wei) 一米左右。隨著脈寬降到10ns以下，由於(yu) 背向散射信號的展寬，要測量的峰值和要確定的布裏淵頻移（BFS）變得越來越困難。但是，對傳(chuan) 統的BOTDA的改進，如雙脈衝(chong) 或DP-BOTDA，可以分別實現亞(ya) 米或500px的空間分辨率，此時脈寬和脈寬間隔分別是2 ns和5ns。

圖2顯示了強度電光調製器的傳(chuan) 輸函數(MTF)產(chan) 生光脈衝(chong) 的原理。對於(yu) 脈衝(chong) 寬度約為(wei) 1ns的BOTDA国产成人在线观看免费网站，10Ghz帶寬的EOM和小於(yu) 100ps的上升/下降沿完全符合要求。另外EOM能夠產(chan) 生並維持的高消光比（ER，也可理解為(wei) 信噪比）脈衝(chong) ，對BOTDA係統也是至關(guan) 重要的。

當連續激光被調製成短脈衝(chong) 時，低消光比的電光調製器會(hui) 導致連續激光的泄漏，如20dB消光比的調製器，輸入的連續光功率100mW，會(hui) 有約為(wei) 1mW的連續光泄漏。而EOM產(chan) 生的脈衝(chong) 和其泄漏光後續被光放大器放大，並注入到傳(chuan) 感光纖中。對於(yu) 遠程BOTDA測量係統，一般需要消光比ER>32dB以減輕泄漏光影響。

泵浦脈衝(chong) 的消光比直接影響整個(ge) BOTDA測量係統的信噪比。因此，高消光比EOM直接影響BOTDA係統的Max大測量範圍和測量速度。MXER-LN係列強度調製器是高性能調製器，具有優(you) 越的消光比。該国产欧美在线的設計依賴於(yu) iXblue的“Magic Junction”（專(zhuan) 利 號n° US2008193077）。

MXER-LN係列強度調製器是BOTDA国产成人在线观看免费网站中需要高消光和高帶寬組合的關(guan) 鍵器件。

DR-VE-10-MO射頻驅動器，是設計用於(yu) 驅動脈衝(chong) 、模擬或數字国产成人在线观看免费网站的铌酸鋰電光調製器的放大器模塊，以產(chan) 生不失真的光脈衝(chong) 。在BOTDA係統中，電脈衝(chong) 信號的占空比很長。為(wei) 了產(chan) 生清晰的光脈衝(chong) ，在保持高消光比ER的同時，具有銳利的邊緣、持續的高低電平以及無overshoot，BOTDA光脈衝(chong) 信號產(chan) 生需要具有合適特性的特定射頻放大器，如DR-VE-10-MO。

DR-VE-10-MO驅動器針對從(cong) 10Hz到1GHz的低和高脈衝(chong) 重複頻率（PRF）信號進行了優(you) 化。帶寬高達12GHz，可產(chan) 生70ps脈衝(chong) 寬度，超短上升和下降沿（24ps），並可適用300ns脈寬的脈衝(chong) 。

DR-VE-10-MO驅動采用緊湊的連接模塊，與(yu) iXblue的EOM的射頻接口直接匹配（幾何尺寸一致）。該驅動使用單一的電壓電源，方便和安全的使用，並具有圖形用戶界麵，其中集成了靈活的輸出電壓控製。

在實際国产成人在线观看免费网站中，可靠的BOTDA係統在工業(ye) 傳(chuan) 感国产成人在线观看免费网站（如結構壽命和管道監測），需要產(chan) 生具有可重複特性的光脈衝(chong) ，因此需要光學器件在長時間內(nei) 穩定運行以及抗幹擾的可靠性。

EOM中的Mach-Zehnder幹涉儀(yi) 由於(yu) 溫度變化、熱不均勻性、老化、光折變效應、靜電荷積累等環境效應而產(chan) 生偏置點漂移。偏置點漂移將會(hui) 導致傳(chuan) 遞函數MTF偏離調製信號的工作點。因此，輸出脈衝(chong) 的消光比和脈衝(chong) 寬度等特性會(hui) 受到幹擾。

直流偏壓點的漂移可以使用iXBlue的MBC（調製器偏壓控製器）解決(jue) 方案進行主動監測和控製：台式儀(yi) 器MBC-DG-LAB或MBC-DG-board鎖定用於(yu) BOTDA国产成人在线观看免费网站的Mach-Zehnder調製器的工作點。

在傳(chuan) 統的BOTDA係統中，需要第二個(ge) EOM來產(chan) 生探測所需的種子信號，該種子信號的光頻率被鎖定到泵浦光脈衝(chong) 的光頻率，但被布裏淵頻移（BFS）偏移，對於(yu) SMF傳(chuan) 感光纖，通常為(wei) 10.8 GHz。該種子信號的頻率也被逐級掃描或調諧，以檢測傳(chuan) 感光纖BFS周圍布裏淵增益譜（BGS）的變化。通常，根據所需的分辨率，使用500 kHz，1MHz或5MHz的頻率步長。

使用EOM產(chan) 生這種可調諧光頻移有幾種選擇，其中2種常用的是帶光學濾波的雙邊帶-載波抑製調製（DSB-SC）和載波抑製-單邊帶調製（CS-SSB）。

高度通用的MX-LN-10有一個(ge) X-cut設計，廣泛的工作條件，以及零啁啾性能和無與(yu) 倫(lun) 比的穩定性。iXblue專(zhuan) 有的波導設計提供了低插入損耗和高消光比。MX-LN-10由於(yu) 具有高帶寬、穩定性好和低插入損耗，非常適合用於(yu) BOTDA係統的DSB-SC。DR-AN-10-HO是一種寬帶射頻放大器模塊，設計用於(yu) 頻率高達11GHz的模擬国产成人在线观看免费网站。DR-AN-10-HO具有低噪聲係數和線性傳(chuan) 遞函數的特點，其1dB壓縮點大於(yu) 23dBm。它在整個(ge) 帶寬上表現出平坦的群延遲和增益曲線，波動很小，該放大器模塊非常適合匹配MX-LN-10做DSB-SC国产成人在线观看免费网站。 利用MBC-DG-LAB和MBC-DG-board可以鎖定馬赫-曾德爾調製器的工作點，保證了對偏置漂移的長期穩定性

BOTDA係統的其他組件包括偏振擾頻器和FBG邊帶濾波器。

偏振擾偏器：布裏淵散射對偏振敏感。通過對信號的偏振態進行擾亂(luan) 可以緩解這個(ge) 問題。偏振態擾亂(luan) 提高了信噪比，縮短了測量時間，提高了測量精度、分辨率和測量範圍。PSC-LN是一種緊湊的高速電光偏振擾偏器。這鍾集成光學器件具有低損耗的單模波導，可以在從(cong) 直流到10GHz以上的頻率範圍內(nei) 偏振擾偏，在超過100nm的波長範圍內(nei) 工作。

FBG邊帶濾波器：光纖布拉格光柵（FBG）可用作BOTDA係統的DSB-CS邊帶濾波器。IXC-FBG是一種光纖布拉格光柵，通過多年來的技術積累，iXblue可以提供高度定製的FBG，這些FBG可以放入特殊的封裝外殼中以保證對環境的不敏感，用於(yu) 去除BOTDA係統中不需要的DSB-CS邊帶。

傳(chuan) 感光纖：在一般情況下，標準SMF光纖就足夠了；但溫度超過85度、 光纖的標準塗覆層不能承受如此高的溫度，會(hui) 熔化。 iXblue提供含酰化高溫塗層的光纖Max可達130°C、 含聚酰亞(ya) 胺塗層高達300°C，甚至鋁塗層高達400°C。在空間或核輻射環境中，還需要具有抗輻照保證（Radiation Induced Attenuation-RIA）的特定光纖。