智能电网中的分布式光纤传感技术及应用研究

摘要

本论文以智能电网中对于电缆、变压器绕阻等大电流发热器件的温度、应力测量监控为背景，主要论述了光纤光栅温度传感器、布里渊光时域反射仪温度、应力分布式传感器、布里渊光时域分析仪温度、应力分布式传感器这三种光纤传感系统。
　　 论文每一章节均详细介绍了该传感器的应用范围、工作原理以及优缺点，并提出了相应的发明专利或实用新型系统设计，对现有系统进行了改进以获得更简单的结构，更好的性价比或者更优异的性能指标。并通过实验验证其可行性。
　　 为了获得更好的空间分辨率和温度、应力分辨率，论文设计了一种新型的基于布里渊光时域分析仪的光纤传感系统。并且鉴于该系统对光源的特殊要求，设计了一种基于微环外腔的窄线宽分布式反馈半导体激光器，采用弱耦合和控制损耗的方法使激光器输出光的线宽<100kHz，并通过仿真实验进行验证所设计的结构可以达到大约88kHz的窄线宽输出。此外，为了使该光源系统具有可调谐波长范围广、能够同时实现大范围波长间的粗调和在确定波长左右精调的特性，论文进一步设计了一种两微环阵列外腔结构，利用微环阵列的“游标效应”实现大约88kHz 线宽，62nm左右的扫描范围以及粗调精调两种波长扫描模式。论文最后提出了一种基于微环的光源器件单片集成设计，采用InP 作为衬底材料，集成了两个窄线宽DFB 激光器和光延时线，可以作为缩减商用化BOTDA 系统成本的一个方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 光纤光栅温度传感系统

3 基于布里渊光时域反射仪和光纤光栅的光纤传感系统

4 基于布里渊光时域分析仪的分布式光纤传感系统

5 基于微环外腔的窄线宽分布式反馈半导体激光器

6 总结

致 谢

参考文献

附录