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通过布里渊光谱测量体声波和表面声波监测非晶SiO2薄膜/Si(100)衬底的薄膜质量
摘要： 采用布里渊光谱研究了沉积在Si(100)衬底上的非晶SiO2薄膜的声学特性。通过倾斜样品获取布里渊谱，从而同时探究纵声学(LA)模式与表面声波(SAW)模式。结合布里渊数据与实测折射率，可测定两种模式的声速、薄膜的两个弹性模量（纵向与剪切模量）以及泊松比。随着Ar:O2混合气体中Ar比例的增加，纵声速和纵向弹性模量均呈现上升趋势，这归因于高Ar比例下生长的薄膜具有更优的化学计量比。
关键词： 布里渊散射，表面声波，二氧化硅薄膜
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于不完全布里渊频谱的BOTDR互相关峰值搜索技术
摘要： 考虑到扫频技术的局限性，布里渊光时域反射仪（BOTDR）只能感知缓慢的外部干扰，这极大地限制了其应用范围。为感知快速外部干扰，本文提出基于不完全布里渊谱（IBS）的互相关峰寻技术方法，并以高速铁路声屏障监测为背景验证了该方法的可行性。数值模拟结果表明：当扫频间隔为5MHz、拼接IBS数量为80时，获得0.50MHz内精确峰值频率的概率可达49/50。此外，为选取系统最优参数，还进一步分析了拼接次数与扫频间隔对峰值检测精度的影响。该方法对拓展BOTDR从缓变场到速变场的应用具有重要意义。
关键词： 光时域反射仪、布里渊散射、光纤测量应用
更新于2025-09-23 15:22:29
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布里渊光相关域反射计的最新进展
摘要： 基于布里渊散射的分布式光纤传感技术已得到广泛研究，目前已发展出多种配置方案。本文综述了布里渊光相关域反射计（BOCDR）的最新进展——该技术以其固有的单端接入特性、高空间分辨率和成本效益而独具优势。我们简要比较了BOCDR与其他布里渊分布式传感技术的优缺点，阐述了其基本原理与特性，并介绍了若干提升性能的特殊方案。同时描述了高速配置方案（斜率辅助BOCDR）的最新发展，该方案可实现超越标称分辨率的检测能力。最后对未来发展方向进行了展望。
关键词： 布里渊散射、光纤传感、温度传感、分布式传感、结构健康监测、光学相关域反射计、应变传感、非线性光学
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于布里渊散射分布式光纤传感器检测结构微裂缝的深度学习方法
摘要： 基于布里渊散射（BS）的分布式光纤传感器（DOFS）通过监测结构全段的应变实现分布式传感功能。大尺寸裂缝（如具有较大裂缝张开位移COD的裂缝）可通过分布式传感器测量长度上的应变峰值或奇异点被检测到。微裂缝在分布式应变测量长度上不会呈现明显的局部峰值。由于布里渊散射系统信噪比（SNR）较低，对应微裂缝的峰值会淹没在测量噪声中。深度学习（DL）方法有望从低信噪比数据中自动提取特征表征，从而提升基于布里渊散射的分布式光纤传感器的裂缝检测灵敏度。所提出的深度学习方法开发包括模型架构构建、训练算法设计和检测流程设计。本研究搭建并采用了一根含人工缺陷的15米长宽翼钢梁，通过全面的实验方案对所提深度学习方法的泛化性进行训练、验证和测试。实验结果表明，该方法能从分布式应变中提取高度可辨的微裂缝特征，并将裂缝引起的局部峰值与噪声区分开来。本工作准确检测到了裂缝张开位移小至23微米的微裂缝。
关键词： 结构健康监测、光纤传感器、布里渊散射、裂缝检测、深度学习
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2018年第四届IEEE新兴电子国际会议（ICEE）- 印度班加罗尔（2018.12.17-2018.12.19）] 2018年第四届IEEE新兴电子国际会议（ICEE）- 高功率近红外窄线宽保偏光纤激光器中由受激布里渊散射触发的级联拉曼散射引起的可见光闪烁观测
摘要： 我们报道了在500瓦窄线宽保偏掺镱光纤激光器中，从种子级到功率放大器熔接点处观察到的可见光闪烁现象。这些闪烁与激光器中受激布里渊散射（SBS）起始时产生的反向脉冲具有强相关性。我们认为这些可见光闪烁是由1064纳米激光信号的高阶拉曼斯托克斯分量产生二次谐波所致——这些拉曼分量由阈值处反向传播的高峰值功率SBS脉冲激发。光纤纤芯中的拉曼斯托克斯光通过切伦科夫型相位匹配过程，在包层中产生了相应的二次谐波。
关键词： 布里渊散射、光纤激光器、切伦科夫相位匹配、拉曼散射
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用布里渊反射图对引起光纤应变变化的因素进行分类
摘要： 本文研究了利用布里渊反射图对光纤应变变化因素进行分类的方法。在不同影响因素（温度和机械纵向拉伸）作用下，沿光波导产生应变的布里渊反射图差异被重点讨论。数据库中各类光纤的参考布里渊反射图能够提升光纤中潜在危险区段（存在高机械应变或温度变化的区段）的分类效率。本文研究结果表明：通过分析布里渊多反射图，可以确定光纤通信线路中被测光纤区段中对应变起主导作用的影响因素。
关键词： 曼德尔斯坦-布里渊散射，布里渊频移，温度，后向散射信号，光纤，应变
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用布里渊反射仪测定光纤应变改进算法
摘要： 研究了利用布里渊反射仪确定光纤应变改进算法的相关问题。展示了用于光纤早期诊断的设备结构图。探讨了构建布里渊反射图的适应性算法：包括布里渊频移模式以及沿光波导的应变分布情况。为正确检测光波导中"问题"区段（机械应变增大或温度发生变化的光纤区段），需要从数据库获取不同光纤的参考布里渊反射图。
关键词： 曼德尔斯坦-布里渊散射，布里渊频移，光纤，布里渊反射仪，应变
更新于2025-09-16 10:30:52
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分布式光纤传感：综述与展望
摘要： 过去几十年间，光纤技术已广泛应用于高速长距离通信、光学成像、超快激光及光学传感等领域。分布式光纤传感器作为光纤传感技术的最前沿代表，通过单根连续光纤实现空间分辨测量，在基础技术和应用场景方面均取得重大突破。本文重点综述了基于瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的三大类分布式光纤传感器，及其采用的光时域反射、光频域反射等相关解调方案。通过分析各类分布式光纤传感器在多参数同步测量方面的最新进展，揭示了传感距离、空间分辨率与传感精度等性能参数间的固有制约关系。本综述特别聚焦能源基础设施监测、发电系统监控、油气管道监测及地热过程监测等能源应用领域的最新进展，旨在阐明分布式光纤传感器面临的挑战与局限，为突破实际应用中的技术瓶颈指明方向。
关键词： 能源应用、布里渊散射、瑞利散射、拉曼散射、光时域反射计、分布式光纤传感、光频域反射计
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于极限学习机的布里渊光纤传感系统温度提取
摘要： 提出并实验验证了利用极限学习机（ELM）网络从布里渊光纤传感器测得的沿传感光纤布里渊增益谱（BGSs）中提取温度分布的方法。与传统曲线拟合方法（CFM）相比，通过一组理想BGSs训练的ELM网络可直接从布里渊光时域反射仪（BOTDR）系统测得的BGSs中提取温度信息，无需确定布里渊频移（BFS）及将其转换为温度。采用伪沃伊特曲线构建考虑BGSs线宽的理想BGSs用于ELM训练。详细分析了ELM的性能，并与广泛使用的洛伦兹CFM进行对比，实验结果表明：即使在较大频率扫描步长下，ELM仍能提供更高精度和更快的处理速度。因此，所提出的ELM方法在布里渊光纤传感系统中提取温度具有可行性和有效性。
关键词： 非线性光信号处理、布里渊散射、温度提取、光纤传感器、极限学习机
更新于2025-09-12 10:27:22
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相对论物理学——从电学到光学（） || 13. 相干光的产生——激光
摘要： 13 相干光的产生——激光 几个世纪以来，科学家们一直致力于用数学公式描述光学实验结果，或者说不那么精确地说，探索光的本质。简而言之，自17世纪以来，人们就试图通过实验或理论思考来判断光究竟是波还是粒子流。笛卡尔和牛顿都信奉粒子说，并能借此解释反射和折射等现象。然而惠更斯和菲涅尔进行的衍射与干涉实验则明确支持光的波动性，此后所有理论与实验工作都证实了光的波动特性。 但光电效应的发现、普朗克辐射定律、康普顿效应以及爱因斯坦对这些现象的解释表明，某些实验结果只有赋予光粒子性才能得到合理解释。这种光的二象性无法用任何经典理论来描述，波粒二象性的矛盾只有在量子物理学框架下才能得到理解。 本章首先讨论光电效应及其部分应用，随后阐述光量子（即光子）的粒子特性，包括康普顿散射、拉曼散射和布里渊散射。接着介绍通过微波激射器（Maser）和激光器（Laser）产生相干辐射的原理，最后在末节探讨非线性光学的若干方面。
关键词： 激光、布里渊散射、相干光、量子物理、拉曼散射、康普顿效应、非线性光学、微波激射器、光电效应
更新于2025-09-12 10:27:22