研究目的
回顾并分析基于瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的分布式光纤传感技术的最新进展，重点关注其在能源基础设施监测、发电系统监测、油气管道监测以及地热过程监测中的应用，同时阐明面临的挑战与局限，旨在为推动分布式光纤传感技术在实际应用中的极限发展提供路径。
研究成果
该综述得出结论：分布式光纤传感器代表了光学传感技术的重大进步，在能源基础设施监测等领域具有广泛应用。然而，性能参数之间的权衡以及进一步技术改进的需求等挑战仍然存在。论文建议未来研究应聚焦于克服这些限制，以增强分布式光纤传感器的实际适用性。
研究不足
该论文探讨了分布式光纤传感器的技术与应用限制，包括传感范围、空间分辨率与传感分辨率之间的权衡。同时提及了实现长距离高空间分辨率的挑战，以及为广泛工业应用而进一步提升传感器性能的必要性。
该论文综述了基于瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的多种分布式光纤传感技术。讨论了各类散射的基本物理原理与工作机制，以及光时域反射仪（OTDR）、光频域反射仪（OFDR）及相关方案的实验装置。同时涵盖了这些技术在结构健康监测、分布式温度传感、分布式振动与声波传感、分布式磁场或电场传感以及分布式化学传感等领域的应用。
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optical fiber
Used as the sensing medium in distributed optical fiber sensors.
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electro-optic modulator
EOM
Modulates the CW pump laser into a train of pulses in BOTDR systems.
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photodiode
PD
Detects the backscattered signal in OTDR and BOTDR systems.
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data acquisition device
DAQ
Converts the detected waveform into digital format and analyzes it in OTDR and BOTDR systems.
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optical circulator
Directs the pump pulses into the fiber under test and collects the backscattered signal in BOTDR systems.
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tunable laser source
TLS
Used in OFDR systems for generating swept-wavelength signals.
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Fabry–Pérot interferometer
Used in BOTDR systems for separating the Brillouin signal from the Rayleigh signal.
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Mach–Zehnder interferometer
Used in BOTDR systems for separating the Brillouin signal from the Rayleigh signal.
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fiber Bragg grating
FBG
Used as a narrow bandwidth filter in BOTDR systems.
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polarization controller
PC
Used in BOTDA systems to achieve the maximum optical power from the polarization-dependent EOM.
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