一種基于相干光時(shí)域反射的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)研制

鄒捷 王宇 張建國(guó) 劉昕 白清 王東 靳寶全

摘要：針對(duì)基于相干光時(shí)域反射的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量龐大，且需要信號(hào)發(fā)生器外部驅(qū)動(dòng)，集成度低的缺點(diǎn)，利用現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列實(shí)現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)的高速采集與聲光調(diào)制器的同步驅(qū)動(dòng)，采用USB 3.0實(shí)現(xiàn)采集模塊與上位機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。搭建一種基于相干光時(shí)域反射的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)，利用本地光與后向瑞利散射光的拍頻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱后向瑞利散射光信號(hào)的探測(cè)，并提高系統(tǒng)的傳感距離。采用正交相位解調(diào)方法獲取振動(dòng)信號(hào)的位置信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)可在22km傳感光纖上對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效定位，定位誤差在20m以內(nèi)，且系統(tǒng)對(duì)正弦波和方波等不同形態(tài)的振動(dòng)信號(hào)定位效果一致。

關(guān)鍵詞：光纖傳感;振動(dòng)檢測(cè);相干光時(shí)域反射;后向瑞利散射光

中圖分類號(hào)：TP211;TP23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-5124（2019）06-0114-07

收稿日期：2018-07-12;收到修改稿日期：2018-09-11

基金項(xiàng)目：山西省煤層氣聯(lián)合研究基金資助項(xiàng)目（2016012011）;山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目（201703D321037）;山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃（201701D221115）;山西省回國(guó)留學(xué)人員科研資助項(xiàng)目（2016-035）

作者簡(jiǎn)介：鄒捷（1993-），女，江蘇泰州市人，碩士研究生，專業(yè)方向?yàn)楣饫w傳感檢測(cè)。

0 引言

光纖傳感作為一種抗電磁干擾的傳感技術(shù)，具有本質(zhì)安全、便于敷設(shè)、靈敏度高[1]等優(yōu)點(diǎn)，尤其在振動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和研究。激光在光纖中傳播時(shí)，會(huì)由于外部振動(dòng)的影響造成光纖產(chǎn)生彈光、泊松和應(yīng)變等效應(yīng)[2]，進(jìn)而導(dǎo)致光纖折射率、光纖軸向長(zhǎng)度和纖芯直徑改變，繼而使得振動(dòng)處的光相位發(fā)生改變。為此，光相位的動(dòng)態(tài)變化可以體現(xiàn)出振動(dòng)信號(hào)的發(fā)生及其位置信息，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的定位。

分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)一般分為前向干涉光技術(shù)和后向散射光技術(shù)，主要應(yīng)用于管道安全、周界安防、結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)等場(chǎng)景[3]。其中前向干涉光技術(shù)研究較早，主要有馬赫澤德干涉儀[4]、邁克爾遜干涉儀[5]和薩格奈克干涉儀[6]，通常使用時(shí)延原理實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)定位，定位精度較低[7]，而且光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，參考光路部分通常需要隔溫隔振[8]?；诤笙蛏⑸涔獾姆植际秸駝?dòng)傳感系統(tǒng)主要包括相位敏感光時(shí)域反射技術(shù)（φ-OTDR）和相干光時(shí)域反射技術(shù)（C-OTDR）。φ-OTDR技術(shù)對(duì)于振動(dòng)的檢測(cè)通常采用脈沖光進(jìn)行探測(cè)，后向散射光干涉光強(qiáng)度的變化可以反映出振動(dòng)信號(hào)的位置信息[9]。由于光在傳播過(guò)程中會(huì)不斷衰減，系統(tǒng)通常會(huì)采用信號(hào)放大的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)微弱后向散射光的探測(cè)，以提高傳感距離。饒?jiān)平淌谡n題組將拉曼放大技術(shù)應(yīng)用到φ-OTDR中，通過(guò)光的雙向放大實(shí)現(xiàn)了62km長(zhǎng)度的檢測(cè)[10]，隨后又提出在光纖尾端使用拉曼放大，通過(guò)調(diào)整人纖脈沖光功率和拉曼泵浦功率優(yōu)化系統(tǒng)[11]。然而，信號(hào)放大的同時(shí)會(huì)引入噪聲，降低信號(hào)質(zhì)量，甚至造成信號(hào)失真，對(duì)信號(hào)處理提出了更高的要求，有可能阻礙在工程領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

基于相干光時(shí)域反射（C-OTDR）的分布式振動(dòng)傳感系統(tǒng)，可通過(guò)提高本地光的光功率來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱后向瑞利散射光的探測(cè)，從而不需要激光放大便可獲得更長(zhǎng)的傳感距離和更高的探測(cè)靈敏度[12-13]，并可獲得更高的信噪比[14]。針對(duì)C-OTDR傳感系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大且實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn)，本文采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集和聲光調(diào)制器（AOM）同步驅(qū)動(dòng)。傳感信號(hào)經(jīng)USB 3.0傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行算法處理，以便有效定位振動(dòng)信號(hào)，從而為C-OTDR技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、管道安全、周界安防等方面的實(shí)際應(yīng)用提供更多的借鑒。

1 C-OTDR實(shí)驗(yàn)裝置及傳感原理

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建如圖1所示，激光器發(fā)出一束連續(xù)光，經(jīng)1：99的耦合器1分成兩路，一路作為本地光，一路由聲光調(diào)制器（AOM）轉(zhuǎn)換成脈沖光，經(jīng)放大器放大，由環(huán)形器注入傳感光纖，在傳輸過(guò)程中發(fā)生瑞利散射。外部振動(dòng)作用于光纖導(dǎo)致光纖的芯徑、折射率和軸向長(zhǎng)度發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)振動(dòng)點(diǎn)的后向散射光相位改變，在脈沖周期內(nèi)發(fā)生干涉。返回的散射光與本地光在耦合器2處拍頻，由雙平衡探測(cè)器轉(zhuǎn)為電信號(hào)，數(shù)據(jù)經(jīng)FPGA采集后由USB3.0實(shí)時(shí)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行分析。

如圖1所示，用壓電陶瓷材料（PZT）模擬外界振動(dòng)作用在傳感光纖上。無(wú)振動(dòng)發(fā)生時(shí)后向瑞利散射光的相位穩(wěn)定，振動(dòng)發(fā)生時(shí)在對(duì)應(yīng)位置處后向瑞利散射光的相位信號(hào)會(huì)發(fā)生突變，由此可以用于檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)。由于AOM的頻移效果，干涉疊加的瑞利散射光信號(hào)和本地光信號(hào)的頻率有一個(gè)穩(wěn)定的頻率差，在1：1的耦合器2處發(fā)生拍頻后，由雙平衡探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)由FPGA采集，傳輸?shù)缴衔粰C(jī)解調(diào)并分析處理。干涉疊加的散射光場(chǎng)如下[15]：

E₁=E_R（t）expj（（ω+△ω））t+Ф_R（t））（1）式中：E_R——干涉場(chǎng)振幅，V;

ω——種子光頻率，MHz;

△ω——AOM引入的頻移量，在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中為200MHz：

Ф_R（t）干涉場(chǎng)相位，rad。

從光源分出的本地光信號(hào)[15]表示為式中：E_L0——本地光振幅，V;

Ф_L0（t）本地光初相位，rad。

拍頻后耦合器2處的兩路功率[12]分別為

雙平衡探測(cè)器探測(cè)得到兩路輸出的差模部分為[12]：其中φ（t）為本地光與后向瑞利散射光場(chǎng)的相位之差。雙平衡探測(cè)器探測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后由FPGA實(shí)時(shí)采集，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，在數(shù)字域?qū)ο辔贿M(jìn)行解調(diào)，可得到外界振動(dòng)的位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的有效定位。

2 信號(hào)分析處理

2.1 相位信號(hào)解調(diào)

相位信號(hào)解調(diào)算法主要有正交相位解調(diào)移動(dòng)差分算法、相位生成載波解調(diào)差分算法和基于3×3耦合器的解調(diào)差分算法，其中后兩項(xiàng)解調(diào)算法所需增加的信號(hào)解調(diào)光路結(jié)構(gòu)對(duì)外界環(huán)境要求較高，因此一般需要隔振處理。本系統(tǒng)的信號(hào)解調(diào)基于正交相位解調(diào)算法，無(wú)需附加光路結(jié)構(gòu)，但是需要解決數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。該算法與其他同類算法的對(duì)比分析如表1所示。

系統(tǒng)的解調(diào)原理如圖2所示，生成頻率與△P（t）相同的標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)余弦信號(hào)，分別與雙平衡探測(cè)得到的△P（t）相乘，所得信號(hào)濾除高頻信號(hào)分量，即可得到只攜帶相位信息而不包含頻率信息的兩路正交信號(hào)I和Q，分別為：

二者相比可約去本地光和后向散射光場(chǎng)的強(qiáng)度信息，得到攜帶相位信息的正切量，對(duì)夕1做反正切變換可得相位信號(hào)φ（t）。將表征相位信號(hào)的強(qiáng)度幅值保存為數(shù)組，相鄰10個(gè)脈沖作為一組，對(duì)相鄰兩組信號(hào)做差分處理。外界振動(dòng)會(huì)造成振動(dòng)位置處的光相位發(fā)生變化，光強(qiáng)相對(duì)于未發(fā)生振動(dòng)時(shí)的光強(qiáng)發(fā)生改變，差分處理后得到信號(hào)圖，圖中對(duì)應(yīng)于振動(dòng)位置的信號(hào)會(huì)有很高的幅值，產(chǎn)生一個(gè)尖峰，由于系統(tǒng)采用脈沖光進(jìn)行探測(cè)，脈沖光入射到光纖中，某一時(shí)刻到達(dá)光纖上一點(diǎn)時(shí)該點(diǎn)的后向瑞利散射光沿光纖回到探測(cè)器，沿光纖各點(diǎn)可形成一條后向散射曲線，可由下列公式得到振動(dòng)信號(hào)的位置：

s=vt=v·n₀/（2n·f_r）（8）式中：f_r——探測(cè)脈沖光的重復(fù)頻率，Hz;

n₀——信號(hào)圖中峰值在后向散射曲線中所處的位置;

n——后向散射曲線的總長(zhǎng)度;

ν——光在光纖中的傳播速度，m/s。

用OTDR儀測(cè)量傳感光纖起點(diǎn)到振動(dòng)點(diǎn)的實(shí)際長(zhǎng)度，其型號(hào)選用AOR500-S，測(cè)距精度為1.25m。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的峰值根據(jù)式（8）解調(diào)得到振動(dòng)信號(hào)位置的測(cè)量值，將OTDR儀測(cè)量的振動(dòng)點(diǎn)實(shí)際位置減去系統(tǒng)的測(cè)量值得到了系統(tǒng)定位的誤差值。

2.2 數(shù)據(jù)采集與AOM驅(qū)動(dòng)

由于傳感光纖長(zhǎng)度超過(guò)20km，數(shù)據(jù)量很大，且系統(tǒng)采用了對(duì)外界環(huán)境要求低的正交解調(diào)算法，計(jì)算量大，因此本文選用了具有高速并行處理能力的FPGA對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。為了提高傳感系統(tǒng)的集成度，F(xiàn)PGA同時(shí)驅(qū)動(dòng)AOM，將連續(xù)光調(diào)制成脈沖光，重復(fù)頻率為4kHz和8kHz，取代傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)方式。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要可隨時(shí)改變脈沖光的脈寬，用以調(diào)整傳感系統(tǒng)的空間分辨率?；贔PGA的高速數(shù)據(jù)采集與AOM驅(qū)動(dòng)原理如圖3所示。

雙平衡探測(cè)器將連續(xù)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）再將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。隨后，數(shù)據(jù)采集控制單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行累加平均處理與數(shù)據(jù)傳輸預(yù)處理。異步存儲(chǔ)處理單元將傳感數(shù)據(jù)存入FPGA的先人先出（FIFO）臨時(shí)緩存區(qū)域。數(shù)據(jù)傳輸控制單元?jiǎng)t控制傳感數(shù)據(jù)經(jīng)USB 3.0接口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)后續(xù)解調(diào)處理。

采集控制和AOM的同步驅(qū)動(dòng)由系統(tǒng)的多時(shí)鐘信號(hào)控制單元進(jìn)行分配控制。首先時(shí)鐘晶振產(chǎn)生50MHz的固定時(shí)鐘頻率，由多時(shí)鐘信號(hào)控制單元對(duì)50MHz進(jìn)行分頻，生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)?？刂茊卧獙⑸傻臅r(shí)鐘信號(hào)分別分配給AOM驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元、復(fù)位信號(hào)生成單元和內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)單元。AOM驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元驅(qū)動(dòng)AOM將光源發(fā)出的連續(xù)光調(diào)制成8kHz的脈沖光。復(fù)位信號(hào)生成單元用于復(fù)位系統(tǒng)以確保采集程序正確有序運(yùn)行。內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)單元控制數(shù)據(jù)采集標(biāo)志和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)志，分別用于控制數(shù)據(jù)的采集與傳輸，確保數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性。系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)控制如圖4所示。

FPGA與上位機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸基于USB3.0技術(shù)，使用CYPRESS的EZ-USB FX3進(jìn)行控制，選用從設(shè)備FIFO接口對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫進(jìn)行操作，經(jīng)過(guò)USB驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)FPGA與上位機(jī)間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。在USB串流輸入（Stream In）的傳輸模式下，通過(guò)控制MODE標(biāo)志位、flaga、flagb傳輸端點(diǎn)空滿標(biāo)志位等來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)框圖和傳輸控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖5所示。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

按照?qǐng)D1搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在總長(zhǎng)為10.5km的傳感光纖上利用PZT模擬外界振動(dòng)，振動(dòng)位置為距傳感光纖入射端10km處，振動(dòng)信號(hào)為頻率300Hz且幅值為8V的正弦波，系統(tǒng)信號(hào)如圖6所示。圖6（a）是無(wú)外界振動(dòng)時(shí)某一時(shí)刻采集到的信號(hào)曲線，通過(guò)觀察一段時(shí)間內(nèi)曲線幅值變化可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)整體處于平穩(wěn)狀態(tài)。圖6（b）是發(fā)生振動(dòng)時(shí)某一時(shí)刻的信號(hào)曲線，圖中在紅色虛線圈內(nèi)有一處明顯的尖峰，且在一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行觀察可發(fā)現(xiàn)該尖峰會(huì)發(fā)生明顯的上下抖動(dòng)，具有一定的規(guī)律性。

為了驗(yàn)證系統(tǒng)的有效性，另外在距傳感光纖末端約2.5km、5.5km、7.5km處用PZT施加頻率300Hz且幅值為8V的正弦波振動(dòng)信號(hào)，系統(tǒng)信號(hào)如圖7～圖9所示。經(jīng)過(guò)觀察，在不同的距離下系統(tǒng)皆具有與10km處振動(dòng)相似的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在圖7（b）、圖8（b）、圖9（b）的紅色虛線圈內(nèi)均有一處明顯的尖峰，且尖峰發(fā)生具有規(guī)律性的明顯抖動(dòng)。

對(duì)10km處用PZT施加振動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)曲線進(jìn)行算法處理，濾除部分共模噪聲，得到振動(dòng)信號(hào)差分曲線如圖10所示。由圖可知，信號(hào)曲線在振動(dòng)位置處有一個(gè)極為明顯的尖峰，而無(wú)振動(dòng)位置處的信號(hào)幅值較小。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)能夠靈敏地定位到振動(dòng)信號(hào)的發(fā)生位置，其中振動(dòng)信號(hào)位置處幅值（U）為4.25V，其他位置處噪聲信號(hào)最高幅值（U_n）為0.4531V，則信噪比（SNR）約為19.44dB。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證傳感系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的定位精度，及對(duì)不同振動(dòng)信號(hào)的定位能力，進(jìn)行了2.5～22km不同距離的定位重復(fù)性實(shí)驗(yàn)和不同振動(dòng)形態(tài)（如正弦波振動(dòng)信號(hào)與方波振動(dòng)信號(hào)）的定位重復(fù)性試驗(yàn)。在距傳感光纖末端2.578，5.643，7.638，10，22.074km處用PZT施加頻率300Hz且幅值8V的正弦波振動(dòng)信號(hào)，繪制不同傳感距離下的誤差分析圖如圖11所示。在2.578，5.643，7.638，10，22.074km處的定位誤差分別小于14，15，15，5，20m，在22km處定位誤差略大于短距離的定位誤差。光在光纖中傳播時(shí)會(huì)有損耗，損耗到一定程度后實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到外界環(huán)境噪聲的影響，造成定位誤差的增加。

另外在傳感光纖10km處用PZT分別施加頻率300Hz且幅值8V的正弦波與方波振動(dòng)信號(hào)。由16組振動(dòng)定位數(shù)據(jù)繪制振動(dòng)定位誤差圖如圖12所示。由圖可知，系統(tǒng)對(duì)正弦波、方波等不同的振動(dòng)信號(hào)形態(tài)具有基本一致的定位效果，且定位誤差在15m以內(nèi)，表明系統(tǒng)的定位性能良好。

為了直觀地表示出本測(cè)量系統(tǒng)相比同類測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比分析了本測(cè)量系統(tǒng)與同類測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍、便攜性、定位誤差和性價(jià)比等指標(biāo)如表2所示。本測(cè)量系統(tǒng)利用FPGA替代信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)了對(duì)AOM的驅(qū)動(dòng)，結(jié)合USB3.0完成數(shù)據(jù)的采集，大大提高了系統(tǒng)的便攜性，降低了系統(tǒng)成本，且同時(shí)系統(tǒng)傳感距離可達(dá)22km，定位誤差在20m以內(nèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)相干光時(shí)域反射原理，搭建了G-OTDR分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)。不同于一般的測(cè)量系統(tǒng)，本系統(tǒng)利用FPGA和USB 3.0技術(shù)完成了數(shù)據(jù)的高速采集、實(shí)時(shí)傳輸和對(duì)AOM的同步驅(qū)動(dòng)，解決了系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的集成度，降低了系統(tǒng)成本，為該系統(tǒng)在工程中的實(shí)際應(yīng)用提供了借鑒。該系統(tǒng)能在22km的傳感光纖上對(duì)振動(dòng)發(fā)生位置進(jìn)行定位誤差小于20m的有效定位，且針對(duì)正弦波、方波等不同形態(tài)的振動(dòng)信號(hào)，其定位效果保持一致。實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的有效定位后，在后續(xù)的研究中將對(duì)振動(dòng)信號(hào)的具體特征進(jìn)行提取與分析，為系統(tǒng)的應(yīng)用提供更多可能。

參考文獻(xiàn)

[1]KISHORE P，SRIMANNARAVANA K.Vibration sensorusing 2X2 fiber optic coupler[J].Optical Engineering，2013，52（10）：107104.

[2]王建.分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].武漢：華中科技大學(xué)，2011.

[3]WANG Y，LIU X，JIN B，et al.Optical fiber vibration sensorusing chaotic laser[J].IEEE Photonics Technology Letters，2017，29（16）：1336-1339.

[4]CHEN Q，JIN C，BAO Y，et al.A distributed fiber vibrationsensor utilizing dispersion induced walk-off effect in aunidirectional Mach-Zehnder interferometer[J].OpticsExpress，2014，22（3）：2167.

[5]TSUDA H，KOO J H，KISHI T.Detection of simulatedacoustic emission with Michelson interferometric fiber-opticsensors[J].Journal of Materials Science Letters，2001，20（1）：55-56.

[6]UDD E.A personal tour of the fiber optic Sagnacinterferometer[J].Proc Spie，2009，7316（5）：21.

[7]LIU X，JIN B，BAI Q，et al.Distributed fiber-optic sensors forvibration detection[J].Sensors，2016，16（8）：1164.

[8]喬學(xué)光，邵志華，包維佳，等.光纖超聲傳感器及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].物理學(xué)報(bào)，2017，66（7）：128-147.

[9]TAYLOR H F，LEE C E.Apparatus and method for fiberoptic intrusion sensing：US5194847 A[P].1993.

[10]RAO Y J，LUO J，RAN Z L，et al.Long-distance fiber-opticφ-OTDR intrusion sensing system[C]//Proceedings of SPIE-the International Society for Optical Engineering，2009.

[11]彭正譜.高性能長(zhǎng)距離相敏光時(shí)域反射系統(tǒng)研究及安防應(yīng)用[D].成都：電子科技大學(xué)，2014.

[12]CHEN L，ZHU T，BAO X，et al.Distributed vibration sensorbased on coherent detection of phase-OTDR[J].Journal ofLightwave Technology，2010，28（22）：3243-3249.

[13]QIN Z，ZHU T，CHEN L，et al.High sensitivity distributedvibration sensor based on polarization-maintainingconfigurations of phase-OTDR[J].IEEE PhotonicsTechnology Letters，2011，23（15）：1091-1093.

[14]HE H，SHAO L Y，LI Z，et al.Self-mixing demodulation forcoherent chase-sensitive OTDR system[J].Sensors，2016，16（5）：681.

[15]WANG Z，LI Z，WANG S，et al.CoherentΦ-OTDR based onI/Q demodulation and homodyne detection[J].OpticsExpress，2016，24（2）：853-858.

[16]安陽(yáng)，靳世久，馮欣，等.基于相干瑞利散射的管道安全光纖預(yù)警系統(tǒng)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)與工程技術(shù)版），2015（1）：70-75.

[17]YAN Q，TIAN M，LI X，et al.Coherent（D-OTDR based onpolarization-diversity integrated coherent receiver andheterodyne detection[C]//Optical Fiber Sensors Conference.IEEE，2017.

（編輯：商丹丹）