利用布里渊光纤激光传感器管理布里渊频移以实现温度测量

摘要： 提出并验证了一种利用布里渊光纤激光传感器管理布里渊频率间隔进行温度测量的方法。通过调控不同阶次的斯托克斯光波共振，可获得具有不同布里渊频率间隔的布里渊激光。未使用掺铒光纤放大器（EDFA）时，采用5公里单模光纤（SMF）的光耦合器，环内仅循环产生单频移的一阶（S1）布里渊激光；使用三端口光环形器搭配5公里SMF并加入EDFA后，环内仅存在双频移的二阶（S2）布里渊激光；当替换为四端口环形器，并采用10公里SMF的待测光纤1（FUT1）与5公里SMF的待测光纤2（FUT2）作为布里渊增益介质时，则生成三频移的三阶斯托克斯光（S3）。通过泵浦光与一阶、二阶、三阶斯托克斯光的拍频直接测量温度，其灵敏度分别约为1.036 MHz/°C、2.006 MHz/°C和3.104 MHz/°C，与理论值相符。±0.05 dB功率波动和0.2°C的温度稳定性与先前报道结果一致，该技术有望在光纤传感领域广泛应用。