该团队研究人员通过深入研究调制幅度与传感光纤长度之间的关系,成功实现了高空间分辨率的分布式温度传感。Yosuke Mizuno教授表示:“我们的研究突破了空间分辨率的限制,解决了分布式光纤传感中的关键难题。通过优化调制幅度和光纤长度,为高分辨率温度传感开辟了新的可能性,这在结构健康监测和工业过程控制等领域可能具有重要应用价值。”
为了将调制幅度提升至常规极限之外,研究人员减少了相对于测量范围的光纤长度,从而有效抑制了瑞利散射产生的噪声。在这一过程中,他们采用了全氟渐变指数POF。这种光纤具有高温度敏感性和低应变敏感性,非常适合精确的温度测量。全氟渐变折射率POF的磁芯直径相对较小,在50~120 μm之间,且光传播损耗低,每米约0.25分贝,即便在电信波长下也是如此,它也是目前唯一能成功观测到布里渊散射的POF类型。
在实验中,研究人员运用该技术高精度地检测到了聚合物纤维上7.0 cm的冷却段,有力展示了这项技术在实际应用中成功监测温度变化的能力。此外,研究团队利用该技术在BOCDR中实现了约4.8 cm的理论空间分辨率,超越了以往的限制。
该团队的研究成果,或许将为分布式传感技术的发展开辟新的路径。在后续研究中,研究人员将计划探索如何在保持高空间分辨率的同时延长传感长度,以及如何运用该技术测量压力和湿度等更多物理参数。他们还致力于改进系统,使其能在基础设施监控和工业诊断等关键应用场景中得以实际运用。
Mizuno教授指出:“这一突破是光纤传感技术的重大进展。我们期待继续完善这一方法,并深入探索其在应对现实挑战中的潜力。”
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