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發(fā)布時間:2020-08-19 04:19  





拉曼散射是由于光纖分子的熱振動和光子相互作用發(fā)生能量交換而產(chǎn)生的,具體地說,如果一部分光能轉(zhuǎn)換成為熱振動,那么將發(fā)出一個比光源波長更長的光,稱為斯托克斯光(Stokes光),如果一部分熱振動轉(zhuǎn)換成為光能,那么將發(fā)出一個比光源波長更短的光,稱為反斯托克斯光(Anti-Stokes光)。其中Stokes光強(qiáng)度受溫度的影響很小,可忽略不計,而Anti-Stokes光的強(qiáng)度隨溫度的變化而變化。
分布式光纖溫度傳感是將整條傳輸光纖作為傳感器,光纖(光纜)上的每一點都兼具“傳”和“感”的功能。在分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中,一束較強(qiáng)的脈沖激光信號在光纖(光纜)中傳輸時,激光脈沖與光纖分子相互作用,產(chǎn)生多種微弱的背向散射,包括瑞利(Rayleigh)散射、拉曼(Raman)散射和布里淵(Brillouin)散射等。其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動而產(chǎn)生,產(chǎn)生兩種光:對溫度不敏感的斯托克斯光(Stokes)和對溫度敏感的反斯托克斯光(Anti-Stokes),兩者的波長不同,分別光纖中的每一點都會對激光信號產(chǎn)生極其微弱的背向散射,根據(jù)散射光信的波長可將其分為瑞利(Rayleigh)散射、拉曼(Raman)散射和布里淵(Brillouin)散射,如圖1所示。其中拉曼散射信號的強(qiáng)度與該點所處位置的溫度相關(guān)性,通過檢測每一點拉曼散射光信號的光強(qiáng),獲得該點的溫度信息,進(jìn)而得到整條光纖傳感器上的溫度分布。