光纤振动传感之二:基于散射或透射光的本征传感及其地震学应用

摘要

本征光纤振动传感通过在光纤一端重复发射探测激光,在光纤同端或另外一端接收散射光或透射光并解调它们的变化,测量光纤上的动态应变(即振动).本征传感以光纤为传感器,具有结构简单,布设灵活,运维方便的优点,能应用于流体、高温、高压或强电磁干扰等恶劣环境,可以大幅度延伸可监测的区域,并实现相对廉价的长期连续监测.此外,光纤传感还可以利用全球城市内、城际间和跨洋等已有光缆中的冗余光纤资源,快速构建振动监测网络,改善振动监测能力.目前基于散射光的振动传感,单台仪器可以实现沿光纤米级间隔、近百千米的密集分布式监测;而基于透射光的传感,尚缺乏分布式观测能力,但可检测上万千米长光纤上的强烈振动.本文介绍这两类本征光纤振动传感相关的基本原理、应用实例和发展前景.