摘 要：分析了功率調(diào)制型光頻域后向拉曼散射理論模型的基本特征，研究了以光頻域后向拉曼散射為基礎的分布式光纖測溫系統(tǒng)中測量距離與分辨率的限制。對該模型的頻域算法加以仿真并給出了仿真結(jié)果，對還原空間分布函數(shù)的方案有一定的價值。

關鍵詞：拉曼散射 光頻域反射 分布式光纖測溫

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0012-02

分布式光纖測溫系統(tǒng)（DTS）采用的光頻域反射技術相對于光時域技術具有噪聲低，空間和溫度分辨率高，無需高速采樣等優(yōu)點而被作被廣大科研工作者所關注[1]。

本文從模型仿真的角度，詳細分析了光頻域拉曼反射信號的理論表達式[2]，采集激光信號，反斯托克斯拉曼散射光兩路信號的方案，對該模型進行了推導和仿真，對頻域采樣函數(shù)進行數(shù)值模擬，得出了最優(yōu)的頻域參數(shù)。

1 基于ROFDR的DTS結(jié)構

如（圖1），將激光器中發(fā)出的一束頻率為f0的激光以頻率為fm的正弦信號調(diào)制，fm為一組等距離遞增的頻率。將調(diào)制后的光經(jīng)過分束一部分耦合進測試光纖，然后對反射回來的反斯托克斯光用雪崩二極管檢測，經(jīng)過分束的另一部分輸入光用光電二極管檢測，將兩路功率信號送入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可得出沿測試光纖的溫度分布情況（圖1）。

2 ROFDR模型原理分析

3 參數(shù)要求與仿真分析

4 結(jié)論

本文對早期較為成熟的ROFDR模型進行了推導[4]，采用快速IFFT變換對頻域響應函數(shù)進行處理，取消對斯托克斯光的采集，簡化了ROFDR模型，同時對空間分辨率和最大測試距離因素加以推導，對空間采樣函數(shù)進行數(shù)值模擬，得出了合適的調(diào)制頻率步長和最大調(diào)制頻率，并還原了單一溫度下的光纖的溫度分布，對研究ROFDR技術有一定的參考性。

參考文獻

[1]耿軍平，許家棟，郭陳江，等.全分布式光纖溫度傳感器研究的進展及趨勢[J].傳感器技術，2001（2）.

[2]耿軍平，許家棟，李焱，等.基于光頻域喇曼散射的全分布式光纖溫傳感器模型研究[J].光子學報，2002（10）.

[3]李偉良.光頻域喇曼反射光纖溫度傳感器的頻域參量設計[J].光子學報，2008（1）.

[4] Ahangrani M，Gogolla T.Spontaneous Raman scattering in optical fibers with modulated temperature Raman remote sensing.Journal of Lightwave Technology.1999，17（8）：1379-1391.