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OptiSystem應用：相位敏感光時域反射（Φ-OTDR）模擬 |
| 時間:2025-10-17 16:46來源:未知作者: infotek點擊:次列印 |
Φ-OTDR是一種基於相位變化的光時域反射技術，主要利用光脈衝在光纖中傳播時,由於瑞利散射，部分散射光將耦合到光纖纖芯中並以相反的方向傳播, 然後通過干涉儀觀測散射光與發射光的相位差異，從而分析光纖狀態和位置。由於其高靈敏度和分散式感知的特性，Φ-OTDR主要作為一種分散式光纖聲學/振動感測器使用。
本案例利用OptiSystem模擬Φ-OTDR。
首先，我們搭建一個如圖1所示的系統佈局。
圖1Φ-OTDR系統佈局
利用Φ-OTDR元件模擬基於瑞利散射的光纖振動感測器的行為。該組件可用於感應不同位置的多種振動。使用者輸入振動次數及其位置、光纖長度和光纖參數、雷射特性和發射脈衝條件。然後，基於瑞利散射效應的Φ-OTDR分量計算振動頻率和位置。如圖2-圖4所示，依次設置傳輸光纖、發射脈衝以及振動分佈。
圖2 光纖參數設置
圖3 發射脈衝設置
圖4 振動分佈設置
我們依次在光纖1、2和3次不同位置的振動，比較結果。
a) 只考慮1處位置振動的振幅分佈
b) 只考慮1處位置振動的頻率分佈
圖5 只考慮1處位置振動
a) 考慮2處位置振動的振幅分佈
b) 考慮2處位置振動的頻率分佈
圖6 考慮2處位置振動
a) 考慮3處位置振動的振幅分佈
b) 考慮3處位置振動的頻率分佈
圖7 考慮3處位置振動
我們也可以導入實驗中測量的瑞利散射資料。
圖8 導入實驗測量瑞利散射資料
圖9 導入資料後的振幅分佈
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