Nodweddiad sensitifrwydd ceblau ffibr optegol i ddirgryniadau acwstig

Y dyddiau hyn, defnyddir ffibrau optegol fwyfwy ar gyfer data a throsglwyddiad nad ydynt yn ddata. Mae llawer o grwpiau ymchwil yn canolbwyntio ar amddiffyn seilwadau ffibr yn erbyn clusto data y gellir ei wneud gan sawl techneg. Nid yw rhai trosglwyddiadau data wedi'u hamgryptio a hyd yn oed os ydyn nhw, mae risg uchel yn y dyfodol bron, bydd y data hyn yn ddadgryptiadwy gan gyfrifiaduron cwantwm. Felly, y pynciau poeth heddiw yw amgryptio cwantwm a amgryptio ôl-gwantwm. Ardal gymharol heb ei archwilio yw synhwyro ffibr optig ar gyfer dirgryniadau yn y sbectrwm acwstig, felly, clywadwy.

Dirgryniadau mecanyddol a sŵn acwstig sy'n gweithredu ar y ffibr optegol achosi newidiadau yn y straen a mynegai plygiannol y craidd ffibr .. Gellir canfod y newidiadau hyn wedi hynny gan sawl dull a'u trosi'n signal trydanol ac yna atgynhyrchu acwstig. Gwybodaeth fel cydran sain galwad fideo, gellir rhyng-gipio sgwrs rhwng pobl mewn ystafell neu alwad ffôn hyd yn oed cyn iddo gael ei drawsnewid yn ffurf ddigidol a'i amgryptio. Felly, gellir defnyddio seilwaith ffibr optegol, y tu mewn i adeiladau yn bennaf, fel meicroffonau sensitif, gosod risg diogelwch sylweddol. Mae gwreiddiau synhwyro acwstig ffibr optig yn dyddio'n ôl i'r 1970au, pan wiredwyd yr arbrofion synhwyro sain clywadwy cyntaf. Yn ddiweddar, mae synhwyro acwstig wedi bod yn ardal a astudiwyd yn fawr oherwydd diogelwch systemau a rhwydweithiau gwybodaeth sy'n seiliedig ffibr optig. Gellir rhannu technegau synhwyro acwstig ar sail y dulliau a ddefnyddir.

Gellir canfod newidiadau straen ffibr wrth gefn Rayleigh. Mae'r dechneg synhwyro acwstig dosbarthedig (DAS) yn defnyddio'r effaith hon, lle trosglwyddir pwls laser cydlynol ar hyd ffibr optegol. Mae'r smotiau gwasgaru yn y ffibr yn achosi i'r ffibr weithredu fel interferomedr dosbarthedig. Mae dwyster y golau adlewyrchir yn cael ei fesur fel swyddogaeth amser ar ôl trosglwyddo'r pwls laser. Mae DAS yn canfod llofnodion lefel pico-diren yn y ffibr a achosir gan aflonyddwch vibroacoustig a achosir gan ddigwyddiad ger yr op. cebl. Mae'r aflonyddiadau hyn yn newid y gwasgaru yn y graidd ffibr ar raddfa foleciwlaidd, sy'n tarddu o'r heterogeneitiau is-donfedd a ffurfiwyd pan dynnir y ffibr. Mae ymchwil pellach yn canolbwyntio ar y Cyfnod Reflectometri Amser Optegol yn sensitif i Gyfnod (Cyfnodol)Φ-OTDR) technoleg.

Mae newidiadau yn mynegai plygiannol y craidd ffibr a achosir gan ddirgryniadau mecanyddol allanol a sŵn acwstig yn arwain at symud Doppler mae tonnau golau yn teithio trwy ffibr optegol. Gellir egluro'r ffenomen hon fel effaith Doppler mewn tonnau hyblyg ac ehanguadwy. Mae amledd neu newid cam ton golau lluosogi a achosir gan Doppler yn cael eu canfod mewn cynlluniau o ymyrryd optegol Mae'r cyfnod ymyrraeth ar unwaith yn y parth amser yn cael ei drawsnewid i'r signal trydan. Gellir canfod y sifft amledd mewn trefniant Fabry-Perot (FPI), Mach-Zehnder (MZI) neu interferometers Michelson (MI) a ffurfiwyd gan ffibrau optegol gydag elfennau optegol angenrheidiol wedi'u cynnwys yn y setup optegol.

Defnyddir y FPI yn aml iawn ar gyfer trefniant meicroffonau pwynt-optegol. Mae amrywiaeth o ddyluniadau meicroffon sy'n seiliedig ar FPI ar gael a gellir cymharu dibyniaethau'r ceudod a'r deunyddiau a ddefnyddir. Gellir defnyddio meicroffonau o'r fath hefyd ar gyfer synhwyro amlbwynt, er enghraifft, gan ddefnyddio holltr 1: 4.

Mae defnydd arbennig o'r FPI yn bosibl lle mae'r amlmodd-singlemode-multimode (MSM) Defnyddir strwythur a chanfod mesur uniongyrchol i ganfod dirgryniadau acwstig. Gratio Ffibr Bragg (FBG) Gellir defnyddio microstrwythurau sydd wedi'u hymgorffori yn y ffibr optegol synhwyro fel drychau ar gyfer yr FPI lle mae ceudod optegol yn cael ei ffurfio rhwng dau neu fwy o FB Gs. Mae'r trefniant FPI yn addas ar gyfer y defnydd fel meicroffonau a hydroffonau hefyd. Mae sawl gwaith yn seiliedig ar y trefniant FPI wedi'u neilltuo i synhwyro llais gyda ffilm terpolymer diee propylen a'r ffilm ethylen a'r wyneb alwminiwm ac yn seiliedig ar ddiaffram triacetate cellulose. Mae yna hefyd amrywiadau unigryw o'r cynlluniau canfod yn y trefniant gyda'r FPI. Maent yn cynnwys arbrawf gan ddefnyddio interferomedr adborth laser, lle mae newidiadau mynegai plygiannol y ffibr synhwyro yn arwain at newidiadau amledd optegol y laser canfod. Anfantais pwysig o'r technegau sy'n seiliedig ar FPI ar gyfer synhwyro acwstig yw'r posibilrwydd cyfyngedig o fesur ar un unig neu isel iawn nifer y pwyntiau ar y ffibr optegol. Yr anfantais arall yw'r angen am ffibr a addaswyd yn arbennig, e.e. gyda microstrwythurau FBG.

Defnyddir trefniadau sy'n defnyddio'r MZI ar gyfer synhwyro acwstig er enghraifft, mae'n bosibl defnyddio MZI microfiber sydd angen ffibr arbennig eto, neu ddefnyddio ffibrau confensiynol ar gyfer monitro tyrbinau nwy acwstig. Mae hefyd yn bosibl defnyddio'r ceudod agored a'r collimators yng nghanggen synhwyro'r MZI ar gyfer synhwyro sain.

Www.adsscable.cn

Defnyddir trefniadau'r MI yn aml fel hydroffonau sy'n synhwyro uwchsain ond hefyd fel synwyryddion ar gyfer amleddau clywadwy. Adroddwyd hefyd ar weithrediadau mewn synhwyro dirgryniad seismig yn ogystal â defnydd posibl wrth fonitro strwythurau morol. Mae'n werth nodi hefyd bod ymchwil yn cael ei wneud sy'n delio â gwella sefydlogrwydd sŵn yr MI. Mae topoleg seren y seilwaith ffibr optig y tu mewn i adeiladau yn rhoi cyfle i adeiladu'r trefniant MI. Mae un ffibr optegol fel arfer yn rhedeg o'r ystafell gyda'r switsh optegol canolog i'r ystafell gyda darn o offer terfynfa. Felly gall y ffibr synhwyro signalau acwstig ar hyd ei lwybr cyfan a gellir ei gysylltu fel cangen mesur trefniant MI.

Yn y papur hwn, rydyn ni'n sefydlu MI arbrofol sy'n caniatáu canfod signalau acwstig trwy ffibr optegol wedi'i arwain gan wahanol fathau o goridorau. Canolbwyntio ni ar fesur sensitifrwydd y trefniant hwn i signalau acwstig diffiniedig mewn labordy anechoig llawn. Archwiliodd yr arbrofion ddylanwad sawl ffactor fel y safle ffibr optegol a mathau o ffibrau optegol ar ansawdd y canfod signal ynglŷn â lefel o leferydd deallddedd. Dadansoddwyd priodweddau'r signalau a gafwyd, cymharwyd ymatebion amledd y mesuriadau unigol, ac ymchwiliwyd i gymarebau signal-i-sŵn. Yn ein gwaith, rydyn ni hefyd yn mesur ac yn gwerthuso'r Mynegai Trosglwyddo Lleferydd (STI), sef y ffordd gyffredinol o asesu'r deallus a ddisgwylir yn wrthrychau Mae signalau lleferydd ar ôl pasio trwy system.Www.adsscable.cn