Yöntem makalesi

Kazanç spektrumu mühendisliğine dayalı Brillouin optik zaman alanı analizörlerini optimize etme

DOI:

10.3791/61115

⸱

11 Mayıs 2020

 , 
1THz-Photonics Group, Technische Universität Braunschweig

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Brillouin optik zaman alanı analizörleri için kazanç spektrumu mühendisliğine dayalı bir protokol sunulmuştur. Algılama mesafesi ve ölçüm çözünürlüğü dahil olmak üzere algılama performansında iyileştirmeler elde edilir ve aşırı Brillouin yoğunluğu gürültüsü incelenir. Protokol, dağıtılmış Brillouin algılama performansını artırmak için yeni bir yol sunuyor.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gösterilen, Brillouin optik zaman alanı analizörlerinde (BOTDA) performans geliştirmeyi algılamak için benzersiz bir yöntemdir. Bir Brillouin kazanç spektrumu (BGS), iki simetrik Brillouin kayıp spektrumu (BLS) ile üst üste bindirilir. Bu, algılama sistemi gürültüsüne daha dayanıklı olan karmaşık bir mühendislik spektrum şekline yol açar. Konvansiyonel BOTDA kurulumunda olduğu gibi sadece bir pompa ve prob etkileşimi yerine, bir prob BGS'de ve diğer ikisi simetrik olarak BLS'de bulunan üç optik prob dalgasından yararlanılır. Tasarlanmış spektrum şeklinin gürültüye karşı direnci ve duyarsızlığı nedeniyle, algılama performansı %60 oranında artırılır ve ölçülebilir çözünürlük iki katına çıkar.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dağıtılmış fiber algılama (DFS), algılama ortamı olarak bütün bir fiberi kullanan benzersiz bir mekanizmadır. Lif kaybının düşük olması nedeniyle oldukça ilgi görmüştür; küçük boyutlu; ve yapay bir sinir sistemi olarak çevre gözetimi yapmak için barajlar, köprüler ve binalar gibi çeşitli yapılara kolayca gömülebilme yeteneği. Fiber Bragg ızgaraları (FBG) gibi çok sayıda geleneksel nokta sensörünün uygulanmasıyla karşılaştırıldığında, altyapı ve yapısal sağlık izleme gibi çok çeşitli büyük ölçekli algılama görevlerinde daha verimli ve uygun maliyetli bir çözüm sunar1.

Akım dağıtılmış sensörler, sıcaklık ve gerinim dağılımını ölçmek için fiber içindeki farklı saçılma mekanizmalarından yararlanır. Bunlar arasında, Brillouin saçılımına dayalı DFS, yüksek sinyal-gürültü oranı (SNR), düşük eşik ve hem sıcaklık2'ye hem de gerinim3'e duyarlılık gibi uyarılmış Brillouin saçılımının (SBS) çarpıcı avantajları nedeniyle en çekici olanıdır. SBS, klasik olarak, gelen optik sürekli dalgalar (CW), yani pompa ve bir akustik dalga yoluyla karşı yayılan CW prob dalgası arasındaki bir etkileşim olarak tanımlanabilir. Enerji ve momentumun korunumuna göre, prob dalgası pompaya frekans düşürülür. Bu kaymaya Brillouin frekans kayması (BFS) denir. 10 ns'lik bir akustik dalganın sonlu ömrü göz önüne alındığında, kırılan dalganın Brillouin kazanç spektrumu (BGS) olarak da adlandırılan sonlu bir spektral dağılımı vardır, burada BFS, pompa dalgası ile tepe merkez frekansı arasındaki frekans farkıdır. Dalgalar arasındaki etkileşim, prob dalgasının sırasıyla yükseltildiği ve zayıflatıldığı bir frekans aşağı kaydırılmış kazanç bölgesine ve frekans yukarı kaydırılmış bir kayıp bölgesine yol açar. C-Bandında standart bir tek modlu fiber (SSMF) için, BFS yaklaşık 11 GHz'dir ve BGS, 10-30 MHz'lik yarı maksimumda (FWHM) ultra dar tam genişliğe sahip bir Lorentzian şekline sahiptir ve bu, belirli tekniklerle3.4 MHz'e daha da düşürülebilir 4,5,6,7. Bu özelliklere dayanarak SBS, mikrodalga fotonik filtreleri 8,9,10, optik filtreler11, yavaş ve hızlı ışık 12,13,14 ve yüksek çözünürlüklü optik spektroskopi 7,15'te de uygulanabilir.

En umut verici SBS uygulamalarından biri dağıtılmış Brillouin algılamadır. Bu sensörler, BFS'nin sıcaklık ve gerinim bağımlılığından yararlanır. İlk gösterilen, en konsolide zaman alanı dağıtılmış Brillouin algılama tekniği olan Brillouin optik zaman alanı analizörü (BOTDA)16 idi. Konvansiyonel CW-SBS etkileşiminden farklıdır, çünkü darbeli bir pompa dalgası ile bir prob CW arasındaki SBS etkileşiminden yararlanır, böylece çevresel bilgiler her fiber bölümünde yerel olarak sorgulanır. Pompa veya prob frekansı genellikle prob veya pompa frekansı BFS'nin yakınında taranırken sabitlenir. Prob gücü, BGS rekonstrüksiyonu için kaydedilir ve BFS, ideal olarak her fiber bölümündeki yerel BGS'nin tepe frekansıdır. Bununla birlikte, kaçınılmaz sistem gürültüsü nedeniyle, BGS tepe noktası genellikle belirsizdir ve bir montaj algoritmasının17 uygulanması gerekir, bu da frekansta18 belirli bir tahmin hatasına yol açar ve ölçülebilir çözünürlüğü etkiler.

İstatistiksel olarak, BFS tahmin hatası, sistem sinyal-gürültü oranı (SNR) ile ters orantılıdır. SNR'yi geliştirmenin en basit yolu, pompa ve prob gücünü artırmaktır. Bununla birlikte, bunlar modülasyon kararsızlığı (MI)19 ve yerel olmayan etkiler (NLE) ile sınırlıdır.20,21 sırasıyla ~ 20 dBm ve -14 dBm. Bu sınırları aşmak için kodlama22 ve Raman tabanlı satır içi amplifikasyon23 gibi çok sayıda teknik önerilmiştir. Son zamanlarda, uygun bir montaj algoritması seçilerek bu frekans hatasının en aza indirilebileceği bildirilmiştir24. Bununla ilgili olarak, Brillouin fazını ve doğrusal bir bağlantı algoritmasını kullanan ölçümlerin, iyi tasarlanmış bir BGS'nin algılama performansı geliştirme potansiyelini gösteren azaltılmış bir frekans hatası25'e sahip olduğu da bildirilmektedir. SNR'yi geliştirmek için başka bir seçenek de gürültü azaltmadır. Bununla birlikte, geleneksel bakış açısına göre, algılama sistemi gürültüsü esas olarak dedektörden gelir (yani, karanlık gürültü, atış gürültüsü vb. dahil olmak üzere ortak mod gürültüsü)26,27 ve iyileşme olasılığı daha düşüktür.

Bu makalenin temel fikri, iki simetrik Brillouin kayıp spektrumu (BLS) ile geleneksel bir BGS'nin süperpozisyonu ile BGS'yi tasarlamaktır (bkz. Şekil 1). Lorentzian şeklini takip eden geleneksel bir BGS spektrumu ile karşılaştırıldığında, tasarlanmış spektrum aynı düzeyde sistem gürültüsü ile daha keskin ve daha sağlamdır. Bu nedenle, gürültünün tepe frekansının belirlenmesi üzerinde daha az etkisi vardır. Bu, BGS ölçüm verilerinin istatistiksel olarak anlamlı sayıda toplanması ve takılmasıyla doğrulanabilir. Gürültüye karşı bu daha iyi direnç nedeniyle, ` algılama mesafesi ve iki katına çıkarılmış ölçülebilir çözünürlük, yani P azaltılmış frekans hatası dahil olmak üzere algılama performansı iyileştirmeleri elde edilir. Ölçümün, tasarlanmış BGS'nin bir parçası olarak Brillouin kaybı etkileşimi ile dahil edilmesi nedeniyle, Brillouin etkileşimi olan ve olmayan iz gürültüsünün doğrudan bir karşılaştırması yapılır. Aşırı Brillouin gürültüsünün atlatılması sayesinde, mühendislik ürünü BGS ile iz çok daha nettir.

figure-introduction-1
Şekil 1: Bir Brillouin kazancı ve iki simetrik Brillouin kaybı spektrumunun süperpozisyonu ile tasarlanmış bir BGS'nin şeması. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Simülasyon yoluyla spektrum mühendisliği için optimize edilmiş parametrelerin seçilmesi

  1. Tasarlanmış BGS gSBS(ν,z)'yi28,29 denklemleri ile modelleyin
    figure-protocol-1
    örneğin, ek MATLAB komut dosyası tarafından uygulandığı gibi.
    NOT: Burada, G(ν), geleneksel BGS için SBS_g fonksiyonu veya tasarlanmış BGS için SBS_gl fonksiyonu içinde G_complex olarak komut dosyasında hesaplanan karmaşık kazanç katsayısıdır; g(ν,z) yerel kompleks Brillouin kazancıdır; ve gSBS ve φSBS, g(ν,z)'nin gerçek ve sanal kısmıdır ve sırasıyla pompa başlatma ucundan z konumundaki BGS ve SBS faz tepkisini sembolize eder. Senaryoda gSBS, logaritmik ölçekte konvansiyonel ve mühendislik KŞ'si için sırasıyla SBS_g_log ve SBS_gl_log değişkenleri ile sembolize edilmiştir. Pp = 20 dBm (komut dosyasında P_pump), fiber başlatma ucundaki pompa darbe tepe gücüdür; νB, BFS'dir (komut dosyasında normalleştirilmiştir); g0 = 0.2 W-1 m-1 (senaryoda g0) Brillouin kazanç katsayısıdır; ΔνB = 50 MHz (komut dosyasında gamma_B) BGS'nin FWHM'sidir; α = 0.2 dB/km, fiber kayıp katsayısıdır ve komut dosyasında logaritmik ve doğrusal ölçekte değer olarak sırasıyla alpha_log ve alpha_lin ile temsil edilir; ν, pompa ve prob frekansı ofseti ν - νB'nin -250 MHz ila 250 MHz arasında taranması için prob dalga frekansıdır. Pompa ve prob frekansı ofseti, kodda global f vektörü olarak temsil edilir. g1 = mg0 terimi kayıp faktörüdür; 2d∙ΔνB, iki kayıp arasındaki frekans ofsetidir; ve Leff = 10 m (senaryoda L_eff), 100 ns darbe genişliği için Brillouin etkileşim uzunluğudur. Tasarlanmış spektral şekil, m ve d olmak üzere iki normalleştirilmiş faktör ayarlanarak kolayca ayarlanabilir. Konvansiyonel BGS basitçe m = 0 ile modellenebilir.
  2. Hem konvansiyonel hem de mühendislik BGS'de aynı seviyede rastgele gürültü (yani, ek beyaz Gauss gürültüsü) ekleyin. Komut dosyasında noise_level parametrenin ayarlanması gürültü seviyesini değiştirebilir.
  3. Geleneksel gürültülü BGS'yi Lorentzian fonksiyonu (komut dosyasında Lorentz_g_gain_fun işlevi) ve mühendislik ürünü gürültülü BGS'yi üst üste bindirilmiş Lorentzian fonksiyonu (komut dosyasında Lorentz_gl_gain_fun işlevi) ile uyumlu hale getirin (bkz. Şekil 2A).
  4. Konvansiyonel ve mühendislik ürünü BGS için gürültüden kaynaklanan tepe frekans ofsetini belirleyin (Şekil 2B).
  5. N = 500 için 1.2-1.4 adımlarını tekrarlayın ve iinci işlemdeki geleneksel ve mühendislik BGS için sırasıyla tüm tepe frekans ofsetleri Δfci ve Δfpi'yi (komut dosyasında sırasıyla delta_g_g ve delta_g_gl ile temsil edilir) toplayın.

figure-protocol-2
Şekil 2: Simüle edilmiş BGS. (A) Simülasyonda tipik bir Lorentzian (kırmızı) ve mühendislik (mavi) BGS'nin montajının gösterilmesi. (B) Lorentzian BGS, (A)'dan zirve yapar. Δfci, i inci ölçümde geleneksel KŞ için BFS tahmin hatasını temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

  1. Gürültü kaynaklı BFS tahmin hatalarının standart sapma oranını şu şekilde hesaplayın:
    figure-protocol-3
  2. η m ve d'nin bir fonksiyonu olarak çizin (bkz. Şekil 3A). Minimum η değerini ve karşılık gelen m ve d'yi bulun. Tahmin doğruluğunun avantajı, tüm fiber28 boyunca korunacaktır.
  3. Denklem (2)'deki z değerini (yani, fiber uzunluğu, ayrıca komut dosyasındaki z ) 0 km'den 60 km'ye, adım 50 m'ye ayarlayın ve 1.1-1.7 adımlarını seçilen bazı m ve d değerleriyle tekrarlayın. Daha sonra, lif uzunluğunun bir fonksiyonu olarak standart sapmanın oranı elde edilebilir (bkz. Şekil 3B).

2. Konvansiyonel BOTDA kurulumunu hazırlayın ve test edin ( Şekil 4B'de vurgulanan blok)

  1. Lazer diyotu (LD) açın ve optik spektrum analizörü (OSA) ile LD'nin işlevselliğini kontrol edin. Genellikle 1.550 nm civarında bir dalga boyu kullanılır.
  2. LD'yi 10:90 optik kuplör (OC) ile bağlayın. OC çıkışından gelen gücü kontrol edin. Güç 13 dBm'den (polarizasyon karıştırıcının maksimum giriş gücü [Pol.S.]) yüksekse, LD akımını düşürerek LD çıkış gücünü düşürün.
  3. OC çıkışını Pol.S'ye bağlayın. Polarizasyon solmasını1 önlemek için, karıştırma frekansını 1 kHz'e ayarlayın.
  4. Pol.S.'nin çıkışından gelen gücü kontrol edin. Güç -3 dBm'den (yarı iletken optik amplifikatörün [SOA] maksimum giriş gücü sınırı) yüksekse, güç gereksinimi karşılanana kadar zayıflatıcılar ekleyin. Pol.S.'yi bağlayın SOA ile.
  5. SOA üzerindeki darbe üretecinden (PG) gelen 100 ns darbe genişliği ve 4 kHz tekrarlama oranına sahip elektrikli darbe treni sinyalini uygulayın. Darbe sinyalinin genliğinin SOA'nın transistör-transistör mantığı (TTL) eşiğinden (yani 4 dBm) daha yüksek olduğundan ve tekrarlama hızının gidiş-dönüş gereksinimini30 karşıladığından emin olun.
  6. SOA'dan gelen çıkışı Erbiyum katkılı fiber amplifikatöre (EDFA 1) bağlayın ve EDFA'yı otomatik akım kontrolü (ACC) modunda çalıştırın. EDFA 1'den gelen çıkışı sirkülatörün (Cir) 1 numaralı bağlantı noktasına bağlayın.
  7. Sayısallaştırıcıdaki Cir'in 2 numaralı portundan gelen optik darbe sinyalini fotodiyota (PD) bağlayarak kontrol edin. PD'ye herhangi bir zarar vermemek için yeterli zayıflama gereklidir.
  8. Sayısallaştırıcıda ölçülen dalga formu ile optik darbe tepe gücünü hesaplayın. Optik tepe gücü PO aşağıdakilere göre tahmin edilir:
    figure-protocol-4
    burada VE, elektriksel darbe tepe voltajıdır ve R ve RF, PD duyarlılığı ve transdirencidir. Test edilen fibere doğru bir giriş pompası gücü (FUT, 10,6 km) değerlendirilmesi için bu hesaplamada koruma zayıflamasını dikkate alın.
  9. Hesaplanan optik darbe tepe gücü 20 dBm'ye (MI eşiği 20) ulaştığında EDFA akım değeri I19'a dikkat edin. Optik darbe dizisinin sönme oranı (ER), enerjinin korunumuna göre değerlendirilebilir:
    figure-protocol-5
    burada Port, darbe dizisinin optik ortalama gücüdür; Frep tekrarlama oranıdır; ve τ darbe genişliğidir. SOA'nın ER'si genellikle 30 dBm'den fazladır ve NLE 31,32'den verimli bir şekilde kaçınır.
    NOT: PD'nin bağlantısını kesmeden ve sistemi oluşturmaya devam etmeden önce EDFA'yı kapatın.
  10. Pompa dalının kurulumunu tamamlamak için Cir'in 2. bağlantı noktasını FUT'un bir ucuna bağlayın. OSA'daki FUT'un diğer ucundan gelen spektrumu kontrol ederek ve EDFA'yı sabit bir akım değeri olan I20'ye ayarlayarak sistemin MI'dan muzdarip olup olmayacağını kontrol edin. Tespit edilen spektrum, adım 2.1'de ölçülen spektrumla aynıysa (şekil olarak, genlik olarak olması gerekmez), sistem MI'dan muaftır. Aksi takdirde, belirgin spektrum genişlemesi veya tepe bölünmesi33 gözlendiğinde, spektrum şeklini korumak için EDFA 1 akımını azaltın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Şekil 3'te simülasyon sonuçları gösterilmektedir. Şekil 3A'da η < 1 olan noktalar, tasarlanmış BGS ile daha küçük bir frekans hatasını (daha yüksek ölçülebilir çözünürlük) gösterir. Değer ne kadar düşükse, avantaj o kadar büyük olur. Minimum oran m = 1 idi, bu da çoklu pompa şeması yerine bir çoklu probun gerçekleştirilebileceğini gösteriyor (bkz. Tartışma). Şekil 3

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deney sırasındaki en kritik adım, üç prob gücünün m = 1 olacak şekilde eşitlenmesi ve iki Brillouin kayıp spektrumu arasında simetri elde edilmesidir. Adım 4.9 ve 4.10'da sunulduğu gibi, Cir bağlantı noktası 2'deki güç ölçer kullanılarak yapılan ayrı güç kontrolünün yanı sıra, güç dengelemesi sayısallaştırıcıda daha hassas bir şekilde kontrol edilebilir. RF 1 frekansını ~11 GHz'e (fiber BFS) ayarlayarak ve EDFA 3'ü kapatarak, tepe kazancına sahip geleneksel iz sayısallaştırıcıya...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar, rekabet eden herhangi bir mali çıkarları olmadığını beyan ederler. Thomas Schneider, Braunschweig Teknik Üniversitesi'nin bir çalışanıdır. Cheng Feng, Alman Araştırma Vakfı ve Niedersächsisches Vorab'dan fon alıyor.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cheng Feng, Alman Araştırma Vakfı (SCHN 716/13-1, 716/15-2, 716/18-1, 716/26-1) ve Niedersächsisches Vorab'ın (NL-4 Projesi "QUANOMET") mali desteğini kabul etmek istiyor.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Lazer diyot için akım kontrolörüILX LightwaveLDX3220
SayısallaştırıcıAcqiris SAU5309A-1039
Erbiyum katkılı fiber amplifikatör 1PhotopPTEDFA-A-PA-C-SCH-15
Erbiyum katkılı fiber amplifikatör 2LiCommOFA-TCH
Erbiyum katkılı fiber amplifikatör 3Calmar OptcomAMP-ST30
Erbiyum katkılı fiber amplifikatör 4PhotopPTEDFA-A-PA-C-SCH-15
Fiber Bragg ızgarası 1Gelişmiş Optik ÇözümlerT-FBG
Fiber Bragg ızgarası 2Gelişmiş Optik ÇözümlerT-FBG
Fiber testediliyor
İzolatörGenel FotonikS-15-NTSS
Lazer diyot3SP GrubuA1905 LMI
Mach-Zehnder modülatör 1AvanexIM10
Mach-Zehnder modülatör 2AvanexIM10
Mach-Zehnder modülatör 3AvanexIM10
Yarı iletken optik amplifikatör için nanosaniye sürüş kartıHighland TechnologyT160-9 (28A160-9C)
Optik bağlayıcı 10:90NewportTezgah Üstü Kuplör/WDM
Optik kuplör 50:50NewportTezgah Üstü kuplör/WDM
Optik spektrum analizörüHewlett Packard86145A
Optik anahtar 1JDSUSN12-1075NC
FotodiyotThorlabsD400FC
Polarizasyon karıştırıcıGenel FotonikPSY-101
Pulaz jeneratörüHewlett Packard8082A
Radyo fonksiyon üreteci 1AnritsuMG3692C
Radyo fonksiyon üreteci 2Agilent TechnologyE8257D
Radyo fonksiyon üreteci 3HTMT2100
Yarı iletken optik amplifikatörThorlabsSOA1013SXS
Lazer diyot için sıcaklık kontrolörüILX LightwaveLDT5948
Yarı iletken optik amplifikatör için sıcaklık kontrolörüTektronixTED200
Değişken optik zayıflatıcıJDSUmVOA-A1Optik anahtar fonksiyonu ile

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Motil, A., Bergman, A., Tur, M. [INVITED] State of the art of Brillouin fiber-optic distributed sensing. Optics & Laser Technology. 78, 81-103 (2016).
  2. Kurashima, T., Tateda, M. Thermal effects on the Brillouin frequency shift in jacketed optical silica fibers. Applied Optics. 29 (15), 2219-2222 (1990).
  3. Horiguchi, T., Kurashima, T., Tateda, M. Tensile strain dependence of Brillouin frequency shift in silica optical fibers. IEEE Photonics Technology Letters. 1 (5), 107-108 (1989).
  4. Preussler, S., Wiatrek, A., Jamshidi, K., Schneider, T. Brillouin scattering gain bandwidth reduction down to 3.4MHz. Optics Express. 19 (9), 8565-8570 (2011).
  5. Wiatrek, A., Preußler, S., Jamshidi, K., Schneider, T. Frequency domain aperture for the gain bandwidth reduction of stimulated Brillouin scattering. Optics Letters. 37 (5), 930-932 (2012).
  6. Preussler, S., Schneider, T. Bandwidth reduction in a multistage Brillouin system. Optics Letters. 37 (19), 4122-4124 (2012).
  7. Preussler, S., Schneider, T. Stimulated Brillouin scattering gain bandwidth reduction and applications in microwave photonics and optical signal processing. Optical Engineering. 55 (3), 031110(2015).
  8. Wei, W., Yi, L., Jaouen, Y., Morvan, M., Hu, W. Brillouin Rectangular Optical Filter with Improved Selectivity and Noise Performance. IEEE Photonics Technology Letters. 27 (15), 1593-1596 (2015).
  9. Feng, C., Preussler, S., Schneider, T. The Influence of Dispersion on Stimulated Brillouin Scattering Based Microwave Photonic Notch Filters. Journal of Lightwave Technology. 36 (22), 5145-5151 (2018).
  10. Feng, C., Preussler, S., Schneider, T. Investigation of the Dispersion Effect on Stimulated Brillouin Scattering based Microwave Photonic Notch Filters. 2018 International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP). , 1-4 (2018).
  11. Feng, C., Preussler, S., Schneider, T. Sharp tunable and additional noise-free optical filter based on Brillouin losses. Photonics Research. 6 (2), 132-137 (2018).
  12. Henker, R., et al. Gain enhancement in multiple-pump-line Brillouin-based slow light systems by using fiber segments and filter stages. Applied Optics. 48 (29), 5583-5588 (2009).
  13. Zhang, L., et al. Superluminal propagation at negative group velocity in optical fibers based on Brillouin lasing oscillation. Physical Review Letters. 107 (9), 93903(2011).
  14. Xing, L., Zhan, L., Xia, Y. Large delay tunable slow-light based on high-gain stimulated-Brillouin-scattering amplification in optical fibers. Chinese Science Bulletin. 54 (21), 3947-3952 (2009).
  15. Preussler, S., Wiatrek, A., Jamshidi, K., Schneider, T. Ultrahigh-resolution spectroscopy based on the bandwidth reduction of stimulated brillouin scattering. IEEE Photonics Technology Letters. 23 (16), 1118-1120 (2011).
  16. Horiguchi, T., Tateda, M. Optical-fiber-attenuation investigation using stimulated Brillouin scattering between a pulse and a continuous wave. Optics Letters. 14 (8), 408-410 (1989).
  17. Feng, C., Emad Kadum, J., Schneider, T. The State-of-the-Art of Brillouin Distributed Fiber Sensing. Brillouin Distributed and Fiber-bragg-grating-based Fiber Sensing - Principle, Measurement and Applications. , (2019).
  18. Soto, M. A., Thévenaz, L. Modeling and evaluating the performance of Brillouin distributed optical fiber sensors. Optics Express. 21 (25), 31347-31366 (2013).
  19. Alem, M., Soto, M. A., Thévenaz, L. Analytical model and experimental verification of the critical power for modulation instability in optical fibers. Optics Express. 23 (23), 29514-29532 (2015).
  20. Thévenaz, L., Mafang, S. F., Lin, J. Effect of pulse depletion in a Brillouin optical time-domain analysis system. Optics Express. 21 (12), 14017-14035 (2013).
  21. Iribas, H., Urricelqui, J., Mompó, J. J., Mariñelarena, J., Loayssa, A. Non-Local Effects in Brillouin Optical Time-Domain Analysis Sensors. Applied Sciences. 7 (8), 761(2017).
  22. Soto, M. A., Le Floch, S., Thévenaz, L. Bipolar optical pulse coding for performance enhancement in BOTDA sensors. Optics Express. 21 (14), 16390-16397 (2013).
  23. Angulo-Vinuesa, X., Martin-Lopez, S., Corredera, P., Gonzalez-Herraez, M. Raman-assisted Brillouin optical time-domain analysis with sub-meter resolution over 100 km. Optics Express. 20 (11), 12147(2012).
  24. Haneef, S. M., Yang, Z., Thévenaz, L., Venkitesh, D., Srinivasan, B. Performance analysis of frequency shift estimation techniques in Brillouin distributed fiber sensors. Optics Express. 26 (11), 14661-14677 (2018).
  25. Lopez-Gil, A., et al. Evaluation of the accuracy of BOTDA systems based on the phase spectral response. Optics Express. 24 (15), 17200-17214 (2016).
  26. Urricelqui, J., Soto, M. A., Thévenaz, L. Sources of noise in Brillouin optical time-domain analyzers. 24th International Conference on Optical Fibre Sensors. 9634, 963434(2015).
  27. Zornoza, A., Sagues, M., Loayssa, A. Self-heterodyne detection for SNR improvement and distributed phase-shift measurements in BOTDA. Journal of Lightwave Technology. 30 (8), 1066-1072 (2012).
  28. Feng, C., Lu, X., Preussler, S., Schneider, T. Gain Spectrum Engineering in Distributed Brillouin Fiber Sensors. Journal of Lightwave Technology. 37 (20), 5231-5237 (2019).
  29. Feng, C., Lu, X., Preussler, S., Schneider, T. Measurement accuracy enhancement of distributed Brillouin sensors based on gain spectrum engineering. Seventh European Workshop on Optical Fibre Sensors. 11199, 9(2019).
  30. Peled, Y., Motil, A., Tur, M. Fast Brillouin optical time domain analysis for dynamic sensing. Optics Express. 20 (8), 8584-8591 (2012).
  31. Feng, C., Iribas, H., Marinelaerña, J., Schneider, T., Loayssa, A. Detrimental Effects in Brillouin Distributed Sensors Caused By EDFA Transient. Conference on Lasers and Electro-Optics. , JTu5A.85(2017).
  32. Iribas, H., et al. Effects of pump pulse extinction ratio in Brillouin optical time-domain analysis sensors. Optics Express. 25 (22), 27896-27911 (2017).
  33. Tai, K., Hasegawa, A., Tomita, A. Observation of modulational instability in optical fibers. Physical Review Letters. 56 (2), 135-138 (1986).
  34. De Souza, K., Newson, T. P. Brillouin-based fiber-optic distributed temperature sensor with optical preamplification. Optics Letters. 25 (18), 1331(2000).
  35. Feng, C., Preussler, S., Emad Kadum, J., Schneider, T. Measurement Accuracy Enhancement via Radio Frequency Filtering in Distributed Brillouin Sensing. Sensors. 19 (13), 2878(2019).
  36. Kadum, J., Feng, C., Preussler, S., Schneider, T. Improvement of the measurement accuracy of distributed Brillouin sensing via radio frequency filtering. Seventh European Workshop on Optical Fibre Sensors. 19 (13), 3(2019).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Brillouin Optik Zaman Etki Alan Analiz rBrillouin Kazan SpektrumuBrillouin Kay p SpektrumuOptik Sond DalgalarAlg lama Performans yile tirmesil len De er z n rl Art r mG r lt Diren Tekni iSimetrik Spektrum S perpozisyonul Sond Konfig rasyonu
Video yakında

İlgili makaleler