空分復(fù)用技術(shù)帶來分布式光纖傳感新突破

【香港理工與華中科大聯(lián)合團隊】

近年來，受到光纖通信擴容需求的驅(qū)動，以多芯光纖為傳輸載體的空分復(fù)用技術(shù)迅速發(fā)展，多芯光纖的拉制技術(shù)、相關(guān)器件（如多芯耦合器）的制備工藝也日益成熟。人們也逐漸意識到，多芯光纖將為分布式光纖傳感系統(tǒng)的搭建提供一個全新的平臺，這將在實現(xiàn)新功能以及增強原有技術(shù)性能方面帶來突破。

香港理工大學(xué)呂超教授團隊與華中科技大學(xué)唐明教授團隊綜述了基于多芯光纖的分布式光纖傳感器的研究進展。首先介紹了多芯光纖的種類，以及多芯復(fù)用/解復(fù)用器的實現(xiàn)方案。然后重點介紹了多芯光纖偏心纖芯的彎曲敏感特性的形成機理，在此基礎(chǔ)上概括了基于多芯光纖中離散及連續(xù)光纖光柵陣列的三維形狀傳感技術(shù)，涉及基本原理、解調(diào)方案、誤差來源分析、螺旋形多芯光纖的設(shè)計等。此外還介紹了利用布里淵傳感技術(shù)實現(xiàn)的分布式曲率及三維形狀傳感。該綜述對各種采用多芯光纖的分布式傳感器進行了討論，總結(jié)了基于多芯光纖空分復(fù)用的分布式傳感器的兩大主要應(yīng)用：一是實現(xiàn)多參量傳感，二是增強傳統(tǒng)分布式光纖傳感器的性能。結(jié)果表明，多芯光纖分布式傳感器在各種場合具有良好的應(yīng)用前景。最后，文章對該領(lǐng)域存在的挑戰(zhàn)及其發(fā)展前景作了簡單的探討。

一種七芯光纖的橫截面示意圖

空分復(fù)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為分布式光纖傳感的實施提供了一種全新視角，使得多種不同傳感技術(shù)的復(fù)用成為可能，而這在單模光纖中是很難做到的，這為實現(xiàn)先進的多參量傳感開辟了新途徑，是分布式光纖傳感應(yīng)用的一大突破。