近来，电子信息与电气工程学院电子工程系智能光子学研讨中心（CIP）樊昕昱教授、何祖源教授课题组联合西南交通大学闫连山教授，在同一套光纤传感体系中结合光纤的多种散射机制提出了单端接入的多机理交融分布式光纤传感体系。该项作业初次在一套体系中结合了光纤瑞利、布里渊、拉曼三种不同的散射机理，打破了传统分布式光纤传感体系运用单一散射机制丈量单一变量的约束，完结了多参量的长间隔一起传感，以及应变温度参量的彻底别离，拓宽了分布式光纤传感体系的运用场景。相关效果以“Single-end hybrid Rayleigh Brillouin and Raman distributed fibre-optic sensing system”（单端瑞利-布里渊-拉曼联合分布式光纤传感体系）为题发表于世界闻名光学期刊《Light: Advanced Manufacturing》。上海交通大学为该研讨的榜首完结单位，博士研讨生黄麟景为榜首作者，樊昕昱教授为通讯作者。

  在物联网网络构架中，最底层的感知层由各式各样的传感器组成，首要担任外界信息收集。比较于传统的电传感器，光纤传感器具有无法代替的优势。光纤传感器体积小，抗电磁干扰，寿命长，不易进水和被腐蚀；本钱低，布线简略，损耗极低，因而支撑长间隔、大规划传感；光对光纤所在环境的改变丈量灵敏度较高、动态规划大。因而，光纤传感器在航空航天、生物传感、电力电网、修建监测等很多范畴都得到了广泛运用。

  分布式光纤传感器是根据光纤中的背向散射效应和分布式定位技能，来完结沿待测光纤全分布式的传感。现有的体系一般只针对光纤所在环境的某一种参量做丈量，而在针对光纤传感的监测目标进行多方面一起监测的运用中，则需求架起多套独立的光纤传感体系。明显，这增加了工程的复杂度和本钱。

  为处理以上问题，樊昕昱教授、何祖源教授团队联合闫连山教授提出了多机理交融的分布式光纤传感技能。这项技能在一套分布式光纤传感体系中结合多种传感机理，完结了多种参量的一起丈量。这种方法极大提高了待测结构设备的多参量丈量功率，下降体系运用本钱，且便于铺设装置。比较于运用特种光纤以及分立式光纤传感元件进行传感的多参量丈量体系，多机理交融的分布式传感体系能根据一般的通信誉单模光纤完结多参量的丈量，大幅度的下降了传感器的本钱。

  该团队规划的一套分布式传感体系，在同一传感光纤上结合了瑞利散射、受激布里渊散射和自发拉曼散射现象完结了沿光纤的振荡、温度和应变的一起传感并定量丈量。该体系在一次勘探中将两个相邻光脉冲打入光纤，运用前一个脉冲的瑞利散射光完结振荡丈量，一起和后一个脉冲组成温度/应变丈量体系的勘探光和泵浦脉冲，产生受激布里渊散射。结合脉冲编码调整两脉冲之间的时刻间隔，在时域上区别两脉冲的自发拉曼散射光用于温度丈量，处理了受激布里渊散射传感中温度应变穿插灵敏的问题。

  该体系不同于三种丈量体系的简略凑集，而是运用同一光源，并仅经过接纳一个脉冲的瑞利散射光完结振荡、温度和应变的一起传感，经过接纳拉曼散射光完结温度的传感。这项技能以精简的体系完结多参量的一起丈量，提升了丈量反应速度，选用单端丈量方法下降体系复杂度，并完结了9千米丈量间隔下，定位精度小于10米、振荡噪底10pε/√Hz、布里渊频移丈量精度0.58MHz、温度丈量精度0.5℃的丈量目标，完结了应变温度参量的彻底别离。

  多机理交融的分布式光纤传感体系拓宽了分布式光纤传感的运用场景，得益于其极大的传感规划和优异的传感功能，一起体系本钱远低于传统传感器网络，多机理交融的分布式光纤传感技能在大规划传感范畴如大型设备监测、油气管道监测、轨道交通监测、修建结构监测等范畴具有宽广的运用远景。

  论文完结人：黄麟景（上海交通大学博士研讨生）、樊昕昱（上海交通大学教授）、何水兵（西南交通大学副教授）、闫连山（西南交通大学教授）、何祖源（上海交通大学教授）

  期刊信息：《Light: Advanced Manufacturing》是领军期刊Light的首本衍生子刊，于2020年4月正式创刊，定位为工程制作类高水平期刊。