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采用APD检测的编码瑞利BOTDA系统性能

李永倩 杨润润 张立欣

李永倩, 杨润润, 张立欣. 采用APD检测的编码瑞利BOTDA系统性能[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322001
引用本文: 李永倩, 杨润润, 张立欣. 采用APD检测的编码瑞利BOTDA系统性能[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322001
Li Yongqian, Yang Runrun, Zhang Lixin. Performance of coding Rayleigh Brillouin Optical Time Domain Analysis system with APD detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322001
Citation: Li Yongqian, Yang Runrun, Zhang Lixin. Performance of coding Rayleigh Brillouin Optical Time Domain Analysis system with APD detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322001

采用APD检测的编码瑞利BOTDA系统性能

doi: 10.3788/IRLA201746.0322001
基金项目: 

河北省自然科学基金(F2014502098);国家自然科学基金(61377088);中央高校基本科研业务费专项资金(2016XS104)

详细信息
    作者简介:

    李永倩(1958-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光通信与光传感技术方面的研究。Email:liyq@ncepubd.edu.cn

  • 中图分类号: TN247

Performance of coding Rayleigh Brillouin Optical Time Domain Analysis system with APD detector

  • 摘要: 瑞利布里渊光时域分析系统具有单光源、单端工作、非破坏的优点,为了解决系统信噪比与空间分辨率之间的矛盾,将编码技术应用到瑞利布里渊光时域分析系统中,可以在保持空间分辨率不变的前提下提高系统信噪比。提出了基于雪崩光电二极管检测和Simplex编码的瑞利布里渊光时域分析系统,系统中的随机散粒噪声功率和信号功率有关,而热噪声功率主要取决于雪崩光电二极管光电检测器的性能、与信号功率无关。由系统中与两种噪声相关的电流波动的方差和Simplex码的编解码规则可得编码系统的均方误差,由此推导了系统信噪比和编码增益公式。随着编码长度的增加,编码增益会逐渐增大并在某一编码长度后趋于稳定,因此系统存在最佳编码长度,最终推导了最佳编码长度公式,并对信噪比和最佳编码长度进行了MATLAB仿真。仿真结果表明,在基于Simplex码的瑞利布里渊光时域分析系统中,当脉冲基底1阶边带产生的瑞利散射光功率为0.5 mW时,随编码长度的增加,编码增益逐渐增大并趋于稳定值6.69 dB,系统的最佳编码长度为63 bit。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-10
  • 修回日期:  2016-08-20
  • 刊出日期:  2017-03-25

采用APD检测的编码瑞利BOTDA系统性能

doi: 10.3788/IRLA201746.0322001
    作者简介:

    李永倩(1958-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光通信与光传感技术方面的研究。Email:liyq@ncepubd.edu.cn

基金项目:

河北省自然科学基金(F2014502098);国家自然科学基金(61377088);中央高校基本科研业务费专项资金(2016XS104)

  • 中图分类号: TN247

摘要: 瑞利布里渊光时域分析系统具有单光源、单端工作、非破坏的优点,为了解决系统信噪比与空间分辨率之间的矛盾,将编码技术应用到瑞利布里渊光时域分析系统中,可以在保持空间分辨率不变的前提下提高系统信噪比。提出了基于雪崩光电二极管检测和Simplex编码的瑞利布里渊光时域分析系统,系统中的随机散粒噪声功率和信号功率有关,而热噪声功率主要取决于雪崩光电二极管光电检测器的性能、与信号功率无关。由系统中与两种噪声相关的电流波动的方差和Simplex码的编解码规则可得编码系统的均方误差,由此推导了系统信噪比和编码增益公式。随着编码长度的增加,编码增益会逐渐增大并在某一编码长度后趋于稳定,因此系统存在最佳编码长度,最终推导了最佳编码长度公式,并对信噪比和最佳编码长度进行了MATLAB仿真。仿真结果表明,在基于Simplex码的瑞利布里渊光时域分析系统中,当脉冲基底1阶边带产生的瑞利散射光功率为0.5 mW时,随编码长度的增加,编码增益逐渐增大并趋于稳定值6.69 dB,系统的最佳编码长度为63 bit。

English Abstract

参考文献 (14)

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