1、DAS原理
光纤一般由纯度极高的玻璃或塑料制成,但是在制作过程中各种环境因素的变化以及光纤中极少量的杂质都会导致光纤内部并非完全均匀,这些不均匀体在入射激光的作用下形成散射,其中的背向瑞利散射是光纤分布式声波传感技术的基础。
图1
光纤的微小变形改变了光纤内部散射体间距和折射系数,进而引起背向瑞利散射信号强度的变化。当光脉冲信号很窄时,这一强度变化只与变形段相关,可以实现光纤全段的振动探测。以高重复速率监测连续脉冲之间的光纤背向散射轮廓的变化,提供关于沿光纤的应变变化的高动态信息,从光纤中的脉冲相对传播时间可以推断出振动沿光纤的位置。
这一技术被称为光纤分布式声波传感技术（DAS）。
2、时间门控数字光频域反射仪（TGD-OFDR）
TGD-OFDR 是一种结合了 OTDR 和 OFDR 的 反射仪技术 ，基本结构如图2所示。与 COTDR 相比TGD-OFDR 的区别为，其探测脉冲不是单频率脉冲而是线性频率调制（LFM）脉冲；与 OFDR 相 比，区别在于其本地光信号为单频激光而非扫频激光。
图2
TGD-OFDR 的空间分辨率与 OFDR 系统相似，取决于探测脉冲的扫频范围而与探测脉冲的持续时间无关，TGD-OFDR 系统可以在不牺牲 SNR 的情况下实现高空间分辨率。而与 OFDR 不同的是，TGD-OFDR 中的探测脉冲持续时间更短、 扫频速率更快，可以有效缓解 OFDR 易受相位噪声和振动影响所带来的串扰问题，在没有相位噪声补 偿的情况下，该系统可以同时实现超过 100 km 的传 感距离和米级的空间分辨率，也可用于动态振动 信号的感知。
