光子计数光时域反射仪关键技术研究

发布时间：2024-04-14 04:00

　　随着光纤技术在通信、测量、控制、能源等领域的广泛应用,相关行业发展对光纤基础架构上的测试级别、准确性、精确度提出了更高要求。光纤测试在光纤网络的设计、部署和维护等方面所起作用至关重要,新技术的出现和旧技术的拓展也反过来不断推进光纤行业高质量的发展。作为国际上最早被研究并商用的光纤测试技术之一,光时域反射仪目前已成为光纤领域应用最基本、最广泛的测试手段。光子计数光时域反射仪则是一种结合了光时域反射技术和量子探测技术而衍生的新型光纤检测技术,克服了测试距离和空间分辨率之间的矛盾,对提升光纤测试能力具有重要意义。本文以基于单光子探测的光子计数光时域反射仪为研究对象,分析了其测试原理和特点,并对如何提高其测试性能进行了相应的讨论。通过优化探测方式、器件性能和数据处理算法,重点围绕去除探测器饱和计数对动态范围提升的限制、消除色散对空间分辨率劣化的影响、克服在航空光缆检测应用中面临的技术难题这三方面内容展开研究。论文的主要研究内容和创新工作如下:(1)提出并论证了通过外时间门控提高光子计数光时域反射仪动态范围的方案。受单光子探测器死时间的限制,光子计数光时域反射仪的计数率达到饱和后无法通过增大光功...

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2-7频率上转换单光子探测技术[120]

（3）频率上转换单光子探测正如前文所介绍，目前商用可覆盖1.5m波段的单光子探测器主要是InGaAs/InP-SPAD，但与Si-SPAD相比探测效率低、暗计数大，且需要复杂的门控和温控电路，难以应用在诸如量子密钥分发等系统中。频率上转换单光子探测利用非线性晶体中的和频产生效应可....

图3-1光子计数时域反射仪的系统框图

基于光子计数光时域反射仪的光纤温度传感器22第三章基于光子计数光时域反射仪的光纤温度传感器关键技术的研究本章以基于光子计数光时域反射仪的光纤温度传感器的关键技术为研究对象，对光子计数光时域反射仪系统中使用的脉冲激光器、光子计数模块和时间相关单光子计数器等核心器件的参数和性能进行了....

图3-3光纤温度探头结构示意图

第三章基于光子计数光时域反射仪的光纤温度传感器关键技术的研究25域温度进行测量的理论基矗§3.2.1光纤温度探头的制作与封装光纤温度探头结构示意图如图3-3所示。该结构由两段单模光纤(SMFs)和纤芯内部充满紫外固化UV胶(NORLANDOPTICALADHESIVE65)的毛细....

图3-8毛细管光纤长度为50μm的光纤温度探头仿真结构图

第三章基于光子计数光时域反射仪的光纤温度传感器关键技术的研究29毛细管光纤(COF)：硅管外径（包层直径）为125μm，硅管内径（紫外固化UV胶直径）为8.3μm，包层折射率为1.447，毛细管光纤的长度分别为50μm、100μm、200μm和500μm，纤芯内的紫外固化UV胶的....

本文编号：3954081