【论文摘要】：介绍了光纤传感器的基本构成及原理，综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展，对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。
光纤传感器随着光纤通信技术的实用化有了迅速发展，且以体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优于传统传感器的特点，其应用范围深入至国防军事、航天航空、土木工程、电力、能源、环保、医学等。现如今光纤传感器已经能够对温度、压力、温度、振动、电流、电压、磁场等物理量进行测定，发展空间相当广阔。
1. 光纤传感器的基本构成和组成原理
光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。
2. 光纤传感器的类型及特点
光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。
传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分 为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
3. 光纤传感器的应用
光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:
(1) 城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。
(2) 在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。
(3) 在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、co等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。
(4) 在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
(5) 医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型fos测量氧气浓度及其他生物参数;用fos探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应fos系统应用于海水监测、生化技术、医药。
光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。
4. 光纤传感器的技术发展方向
光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。
(1) 传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。
(2) 提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、ph值等)对光纤的影响。
(3) 传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。
(4) 在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。
(5) 新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。
参考文献
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【关键词】光纤通信；智能电网；应用
1.光纤通信技术的现状
光纤通信技术，其促进了我省电力系统通信的发展，当前，光纤通信技术的种类大致可以分为以下几种：
1.1波分复用技术
波分复用技术是指将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输，在接收端将各个不同波长的光信号分开的通信技术。波分复用技术应用特点具体可以归结为以下几点：首先，其充分利用光纤的低损耗波段，增加光纤的传输容量，使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍。目前我们只是利用了光纤低损耗谱（1310nm-1550nm）极少一部分，波分复用技术可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz，传输带宽充足。其次，传送信号的能力大；它具有在同一根光纤中，可以传送2个或数个非同步信号的强大能力，从而有利于数字信号和模拟信号的兼容。第三，具有较强的灵活性；它可以对已建光纤系统，尤其早期铺设的芯数不多的光缆，只要原系统有功率余量，就可以进一步增容，进而实现多个单向信号或双向信号的传送而不用对原系统作很大的改动。第四，当出现故障时，恢复的速度快；由于光纤数量少，一方面大大降低了建设成本，与此同时，当出现故障时，恢复起来也迅速方便。第五，由于有源光设备的共享性，对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。第六，系统的可靠性提高；系统中有源设备得到大幅减少，这样在一定程度上就大大提高了系统的可靠性。
1.2光纤接入技术
光纤接入技术是指以光纤作为传输介质，采用激光传输技术的接入网，泛指本地交换机或者远端设备与用户之间采用光纤通信或者部分采用光纤通信的系统。根据接入网室外传输设施中是否包含有源设备，其可以分为：无源光网络（PON）有源光网络（AON）。这种光纤所具有的优势：首先，其具有带宽优势，与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的，并且单个波长可以传输10Gb/s，采用波分复用可以传输更高的速率。其次，长距离传输优势；衰减很小，增加光放器传输距离可达数百公里。第三，抗恶劣环境优势，其抗腐蚀能力强，而且不受电磁波等因素的干扰。第四，安全性优势，其盗接线头困难，不易盗听。
2.光纤通信技术在智能电网中的应用分析
智能电网的发展已经日益成为当今国际的共识，中国的智能电网建设为顺应这一国际形势，也在如火如荼的紧张进行着。目前，电力系统已经成功建成了先进的电力专用光纤通信网络，同时传感器的网络发展也势不可挡，两者必将会进一步促进青海省电力系统智能电网的快速发展。
2.1光纤通信技术已经成为智能电网通信网络建设的首选
随着光纤复合电压电缆的成功研制，在智能电网全面建设中，电力光纤到户已经成为当今势不可挡的一种发展趋势。
我们都知道智能电网需要一个高可靠、高带宽的通信网来推动电网的建设和发展。例如：某省某县地区4座供电营业所均已实现光纤覆盖，通信采用2M电路方式；但光纤未覆盖变台、用户表，通信方式主要还以公网GPRS无线通信为主，给日常运维带来极大不便。而我省贵德县主光纤线路已建设完成正好具有带宽高、抗干扰能力强、性价比优等特点，其它通信技术无法比拟的优势，因此，建设智能电网通信网络是最佳选择。
2.2光通信和无线通信的融合是未来的发展趋势
众所周知，光纤通信技术最大的特点就是高速、稳定以及传输距离远且抗干扰能力强等众多优势，而无线最大的特点就是方便灵活，如何将两者的优势充分结合起来一直是技术人员研究的重点。这种需求随着视频通话、多媒体无线接入、P2P文件传送等大容量需求上升而使其变得更加的紧迫，因此，这就在一定程度上使人们意识到光纤和无线的结合必将成为未来的发展趋势。
2.3 更好的实现了电力光纤到户，解决了广大群众上网难的问题
电力光纤到户是一个非常好的概念和架构，它的目的是在接电的同时，把光纤直接入户，这在一定程度上将极大地改善了广大农村地区上网难的问题，我们可以在铺设电力线路的同时，最大可能地实现光纤的接入，为以后的上网需求提供更为便利的条件，同时我们也要充分发挥光纤到户的技术优点和政策优势，尤其是在边远地区，大力推广电力光纤到户，一次性地完成成本投入，争取为以后智能电网在农村全面铺开奠定良好的基础。
2.4功能完备的传感器网络对电网智能化的重要意义
光纤传感器网络是通过传感器来收集信息并借由光纤把相关数据传输到数据中心，然后依托数据中心的数据处理系统对前端传感器采集的数据进行离线或实时处理，并依此执行后续工作，如监测或监控，如果传感器布置在输电线路上，则可以对输电线路的状态进行检测。传感器网络涉功能涉及的方面较多，可能既涉及到光纤传感器网络，也涉及到无线传感器网络，甚至是二者的融合网络，如果这个网络较为完备，那将极大地推进智能电网的发展。例如，分布式光纤温度传感技术的引用。如果在部分地区发生雪灾时，我们引用这种先进的光纤温度传感技术，就能够做到对电力系统电缆、铁塔等设施的温度、压力进行实时监测，从而做到及时的排险，减少国家经济损失。
3.总结
综上所述，我们可以得知，光纤技术作为电力系统中信息传输的重要组成部分，为电力系统提供了容量大、快捷方便以及距离远这种安全可靠的信息传输方式，对我省电力系统的安全稳定的运行起到的重要的作用。因此，我们应该进一步加强光纤通信技术在智能电网中的应用研究，确保光纤通信技术在信息时代所占据重要的战略地位。
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作者：
关键词：隧道工程；光纤；监控量测；隧道施工；隧道火灾；健康监测
传统的传感器是以应变－电压为基础，以电信号来反映结构应变的变化，并借助导线传输。因此，传统传感器易受到电磁场和使用环境的影响。另外，由于电阻传感器和导线的金属易腐蚀性，难以实现长期监测和实时监测。这些传统传感器的局限性严重地制约了其应用，无法满足现代隧道建设中监控量测的需求，而以光纤传感技术为基础的光纤传感器不但可以替代传统传感器的作用，还可以很好的弥补传统传感器的上述缺陷。
1光纤传感器在隧道施工过程中监控量测
光纤传感器以其材质和工作原理上的优越性，具有受环境干扰小，传输损耗低，连接方式丰富(可将多个传感器并联输出)，导线价格低等优点，可以大大提高隧道监控量测的准确度和工作效率并可以降低工作风险和监测成本。隧道的监控量测包括必测项目和选测项目，其中的必测项目主要包括地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉和地表下沉。必测项目中的这四项在隧道的监控量测工作中一般均需要做测试，这些项目一般通过观察、描述和光学测量仪器如水准仪、全站仪等进行监测，所以，隧道监控量测的必测项目一般不采用光纤应变传感器。选测项目中的锚杆内力量测、围岩体内位移量测、支护及衬砌内应力和表面应力量测、围岩压力及两层支护间压力量测、型钢支撑内外力量测可以通过布设在待测点的光纤应变传感器进行量测。光纤应变传感器在这些项目上的应用不但可以高效准确的进行监控量测，还可以一直将监测工作随着隧道从建设到运营进行长期全寿命实时监测，这一点具有传统传感器无法比拟的优势。
2光纤传感器在隧道火灾报警系统中的应用
光纤的光栅栅距和折射率会因其周围环境的温度变化而发生变化，这种变化会对应地引发光纤光栅的反射谱以及透射谱的变化。通过解调仪将光纤光栅的反射谱或透射谱发生的变化检测并读取显示出来，则得到了光纤光栅周围环境温度的变化数据，通过程序中设定的温度控制阀值和报警装置就可以对隧道内的温度进行实时监测和火灾报警。
(1)隧道内火灾发生的原因。隧道火灾一般由车辆、货物的着火以及交通事故起火而引发，而车辆油箱内的燃油和车辆所载易燃货物则为火灾的发生提供了物质条件。隧道内部发生火灾后，燃油和货物的燃烧会迅速释放出大量的热，并伴有大量的有毒气体和浓烟雾，同时隧道内部温度随之而迅速升高。
(2)光纤传感器的系统组成。光纤光栅感温火灾报警系统主要是针对所监测隧道内部温度的异常升高进行实时测量，显示温度并判断温度是否过高而进行及时报警。主要由光纤光栅感温探测器、解调系统、报警装置、传输光缆和计算机组成。
(3)光纤传感器在隧道内的布设和安装。光纤传感器在隧道内部的布设间距应根据隧道的长度来计算确定，间距太密造成工作量和成本的的浪费，太疏则会影响火灾探测的灵敏度和准确率。当隧道长度介于500m和10000m之间时，光纤传感器的纵向间距不能大于7m;当隧道长度超过10000m时，光纤传感器的纵向间距不能大于8m。光纤传感器应布置于距离隧道拱顶20cm左右的位置，并沿隧道纵向呈直线排列。光纤传感器应在隧道拱顶沿纵向用钢绞线进行固定，以便在不影响隧道内交通的情况下有效监测和预报火灾。对于长隧道和隧道群，由于工作人员观察室距离传感器距离较远，通常需要将光纤传感器测得的温度信号通过光缆远程传输到设备处理器，所以其布设方法和连接方式应按照隧道内车道数的不同而采取不同的方式方法。对于单车道和双车道的交通隧道，光纤传感器可在隧道内断面中央进行单排纵向布设;而当隧道行车道数量多于2时，光纤传感器在隧道内断面中央应按照双排进行纵向布设。双排布设时，两排传感器应交错布置，以便增大光纤传感器的感应机会。
3光纤传感器在隧道健康监测中的应用
隧道健康运营过程中最主要的病害就是隧道的衬砌结构劣化，其表现为衬砌的开裂、掉块、错台、和渗漏水等方面。隧道病害除了降低隧道的安全性、耐久性及其使用性能等外，如不及时发现和处治还会诱发其他更为严重的病害，甚至会缩减隧道的使用寿命。因此对隧道二次衬砌的全寿命监测就显得尤为重要。隧道二次衬砌病害的传统检测技术主要通过地质雷达、地震波法、CT等实现，这些方法可探明某时某刻隧道衬砌的情况和其周围的围岩情况，但无法对隧道内衬砌和围岩情况的变化进行实时监测和报警，同时传统监测由于需要组织大量人员设备进入隧道进行监测工作，不可避免的会影响甚至中段隧道交通。分布式光纤传感技术具有远程、精度高、耐久性、实时性和成本低等特点，将其布设在二次衬砌之中可对隧道衬砌结构的健康情况进行长期、实时的监测。该技术可自动进行，不会对交通造成干扰，并且其实时输出的数据信息可以让隧道工作人员随时掌握隧道的健康状况。光纤监测网的布设需要对隧道的围岩等级、围岩应力水平及经济性等进行综合考虑。沿隧道横断面布设的光纤传感器应根据围岩等级来确定其布设的环向间距，即传感器的环向间距应随着隧道围岩等级的增大而相应减小，并在隧道洞口附近适当加密布设。布设好光线监测网后，根据传输需要将传感器按照一定的连接方式组合，通过光缆将光线应变传感器连接到解调仪上进行监测。
4结论
光纤应变传感器以其相较于传统传感器的诸多优势而被广泛应用于隧道中。在隧道施工过程中，光纤应变传感器可以准确监测隧道结构的受力和变形情况，从而为隧道的安全施工保驾护航;在隧道火灾检测报警方面，光纤传感器以其自动化和网络化的特点提供良好的服务，从而预防火灾和减少火灾造成的损失;在隧道健康监测方面，光纤传感器可以实时监测隧道衬砌结构并进行长距离传输，从而使隧道的全寿命健康诊断与评估成为了可能。
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关键词：光纤测温装置，原理，应用，效果
一 引言
电缆是变电站的重要组成部分。。由于电缆分布广、易燃、着火后危害大且影响相关供电单位生产，对经济造成巨大损失。因此电缆的防火历来为电力部门所重视。但是电缆事故还是频繁发生。随着光纤技术的发展光纤传感技术在电力设备故障检测中的应用得到了逐步推广，其中光纤测温技术彻底解决了困扰电缆运行中过热监测的难题，可以实现对电力电缆发热敏感部位温度的准确、实时在线监测和故障预警、精确定位。
二 系统简介
AT810分布式光纤温度传感器系统是集光、机、电、计算机、光纤光缆和弱信号检测等技术为一体的高科技产品，主要依据激光耦合到光纤中，利用光纤的光时域反射（OTDR ）和光纤的背向喇曼散射温度效应。将感温光缆敷设于待测空间，可连续测量、准确定位整条光纤或光缆所处空间的温度，还具有不带电、抗射濒和电磁干扰、抗腐蚀、耐高温和使用寿命长等优点。
本系统主要由测温主机、应用软件、感温光缆及其他周边设备配置而成，对电缆桥架、电缆夹层、温油罐和变压器等设备的温度进行连续线型实时在线监测，在被监测设备发生火灾前即发出预警，使用户及时采取措施，排除隐患。整套监测系统通过其测温控制主机通讯接口或干接点继电器端子与火灾报警主控制器相连，并向其提供火灾报警区的报警信息及运行和故障信号。
三 光纤测温原理
激光脉冲在光纤中传输时，由于激光和光纤分子的相互物理作用，会产生三种散射光：瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射，其光谱分布如下图所示：
其中拉曼散射仅对温度敏感，因此最适合用来测量温度。AT810 光纤测温主机就是采用拉曼散射（RAMAN）和OTDR 技术研发的分布式光纤温度探测处理器（DTS），其工作原理如下：
1、激光器发出一束激光，通过耦合器调制后射入感温光纤中；
2、光纤中反射回的拉曼散射光通过光谱分离模块分解成不同波长的Stokes散射光和Antistokes 散射光。其中Stokes 散射光的强度与温度弱相关；而Antistokes散射光的强度与温度强相关；
3、通过对两束光信号进行处理和对比计算得出温度沿光纤的分布曲线；
4、利用光时域反射技术（OTDR），通过计算光波的传输速度和回波时间实现对所有温度点的定位；
四 AT810光纤测温预警系统在电缆线路中的应用
AT810光纤测温预警系统硬件组成如下:
应用中把特制的感温光缆铺设在待测电缆上方，让二者紧密接触。为提高监测的精度，以准确地获得被测电缆上各点的温度情况，须将传感光缆梆扎在电缆上。
下图为“分区温度显示”界面：
每个分区为一回电缆馈线，分区温度显示的是分区内所有温度里的最高值。
双击分区温度画面上的分获图块即可打开分区的实时曲线图：
从中可以清楚地看到当时整条电缆的温度分布情况。
五 应用效果
目前光纤测温系统已经全面应用在我变电站电缆回路中，在运行中曾多次对过热点准确报警，使事故隐患得到及时消除并能够在电缆突发性故障中准确判断出故障位置，大大节省了故障处理时间，使故障线路迅速恢复供电。下图为某馈线电缆绝缘击穿发生单相接地事故时的温度曲线：
通过曲线可以判断出故障发生在250米。
六 应用注意事项
1、输入电流为交流220伏市电；
2、严禁带电插拔光纤测温主机与报警输出箱之间的连接线；
3、主机光缆输入接头要保持清洁，平时用端盖保护；当与监测机连接时，端部要用无水酒精清洗干净后可靠连接。。
4、系统在工作时，禁止观察传感光缆尾端、连接处或者光缆的损坏处，激光会损害眼睛；
5、传感光缆最小弯曲半径不小于5cm，不能用硬或锐利物体挤、压和冲击传感光缆，并应远离热源；
6、由于上位监控系统后台服务程序启动需要一段时间（约2分钟），当上位监控软件打开时可能会提示无法连接，等待两三分钟后按F5刷新屏幕即可；
7、在光纤测温系统刚刚启动的几分钟里，上位机监控画面上的温度可能是不准确的，这是因为光纤测温系统主机内的恒温槽还没有达到稳定的工作状态，其预热的时间大约需30分钟；
8、历史温度曲线查看时，选择的时间段长不要超过4 小时，不然系统查询数据会很慢；
9、系统投入正常运行后要定期（至少一年一次）对系统功能进行测试，以测试和检验系统的火灾探测和报警能力。。
七 结束语
通过我变电站的实运行经验表明光纤测温预警系统不仅能够得到电缆的实时温度分布，及时发现薄弱环节，还能超温报警、升温速率报警及准确判断故障地点。使运行人员能及时了解运行情况、消除故障隐患，防止恶性事故的发生。因此光纤测温预警系统是一种理想的电缆过热监控系统，不仅可广泛应用于发电厂和变电站的电缆过热监控中，也可以应用于地铁、船舶、石油平台、银行和大型图书馆等重要场合的电缆过热监控中。
八 参考文献
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论文摘要：介绍了一种在玻璃基板上切割v型槽并对v型槽纤芯距进行高精度测量的光纤偏振光干涉仪，该系统包括光源、偏振器、偏振控制器、波片、自聚焦透镜和探测器组成，并对这种光纤传感器原理进行分析。其理论上其测量精度可达到0.01nm，很好地解决了实际生产中高精度的非接触在线检测，并满足了光通信行业对v型槽纤芯距的实际要求。
引言
在光通信纤维阵列用玻璃基板上刻高精度v型槽（通用型槽间距即纤芯距为127±0.5um和250±0.5um）的关键技术被日韩等少数国家垄断，国内使用的光纤阵列用v型槽基板均需要依靠进口，价格昂贵，严重制约了我国光纤到户（ftth）工程的进程。而光通信纤维阵列用v型槽基板是光纤到户工程中必不可少的光器件，主要用于对光纤精确定位生产各种衔接光纤干线与家用光纤之间的信号传输的光器件。
日本在光通信纤维阵列用v型槽基板的加工设备开发上起步较早，也具有较为成熟的技术方案。目前，日本等国家生产光通信纤维阵列用v型基板全部采用高精度的专用切割机，而此类设备日本等发达国家对我国实施禁运，国内部分 企业 与机构也曾尝试对此方面进行研究，皆因为技术难度较高，而最终以失败告终，因此在国内尚属于空白。
在先进的生产制造过程中，非接触的在线检测发挥着越来越重要的作用。在线检测的对象在被测过程中是不断变化着的，因此对检测传感器不仅要求其精度高、稳定可靠、有良好的动态性能、能对快速信号实时响应监控，而且一般要非接触式测量，并便于安装。
本文提出一种新型的光纤偏振光干涉仪，它将偏振光干涉技术和光纤传感技术相结合，能对玻璃基板v型槽的纤芯距进行高精度的在线检测的非接触测量。
1、实验原理设计
即
该线偏振光 的偏振方向与x轴夹角为 。
（1）
被测物 位移 变化一个波长 则合成光 的偏振方向转动了 角。因此，通过检测出偏振方向角 ，即可得到位移 。所以，可将干涉仪的位移测量精度，由一般检测干涉条纹的位相细分转变为检测偏振光的偏振方向角的角度细分；而检测角度细分要比检测位相细分精度高，从而可得到较高的测量精度。
由式(1) 可得位移 的变化量 。如 ，当角度检测精度 时，则可测得位移精度 ；而当 时，则 ，因此光纤偏振光干涉仪可以具有很高的灵敏度和精度。
2、 测量实例及结果
本项目结合光学精密测量技术实现通用切割机主轴的精确定位，通过设计稳定的工作平台，选用硬度合适的刀具，选择最佳的切削参数，完成v形槽的亚微米超精密机械加工，尽可能减少由于机械方面引起的切割误差。
实际切割原理如图2所示，在实际中，算机通过控制偏振角度 的值来控制刀移动的位置来实行对玻璃基板上对v槽纤芯距的切割。实际切割的产品如图3所示。该图是8通道纤芯距为250um的v型槽的放大图。
如图4是 计算 机显示屏显示的控制情况。从图可以看出，该系统可以很好地监控实际加工情况。
3、 结论
本项目开发出具有独立知识产权的基于迈克尔逊干涉仪实时测量监控系统。该系统已经用于玻璃基板v型槽加工的实时检测中，有效地保证的光通信用玻璃基板v型槽的精度要求，并在国内率先批量生产出高良率的光纤通信用玻璃基板v型槽，有利于推动我国光纤到户工程。
参考 文献
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【关键词】光纤通信电力通信应用分析
光纤通信以其不可超越的优势在现代社会得到了极为广泛的应用。在现代信息技术的基础上不断地得到发展，从而逐渐成为现代通信行业支柱。同时光纤通信技术的水平也逐渐成为衡量社会经济发展的重要标志。此外光纤通信技术在不同领域的应用也为人们的生产、生活提供了极大地便利。
一、电力通信光纤概述
基于电力通信的光纤通信技术是利用光导纤维作为进行信号传输，其传输的主要方式是光纤，从而可以传输大量的信息，成为现代社会的一种重要通信方式。光纤通信的制作材料一般是电气绝缘体，并选用多芯组成电缆，从而在减小传输占用空间的基础上保证了通信质量。光纤通信技术较之传统的通信手段相比具有很大的优势，如今光纤通信技术主要有三种类型：一是光纤传感技术，主要借助于传感器进行信息传输；二是波分复用技术，主要借助于不同信道光波；三是光纤接入技术，可以有效地应对各种窄带业务及事故，从而提升各种媒体图像及数据的处理。
二、光纤通信技术的应用分析
光纤通信技术已经广泛的应用于通信行业的各个领域，从而提升了通信行业的便利性，并极大地推进了社会的发展。尤其是借助于光导纤维，通信行业实现了从区域性质向单体性质的转变，从而极大地拓展了人们交流、沟通的空间。在电力通信领域也涉及到了光纤通信技术，构成电力通信主干线的元素包括卫星电路光纤、微波等。光纤通信技术不仅可以提升电力通信网络的性能，同时借助于何种通信手段及服务方式可以组成多功能的电力通信网络，从而实现了为用户提供更优质服务的目的。起初的光纤通信技术在通信中的应用主要是保护、安全自动装置等调度实时控制信息以及程控语音联网等窄带业务传输，经过不断地发展已经逐渐的覆盖到办公自动化系统、人力资源管理、客户服务中心、财务系统、地理信息系统、IP电话、视频会议、营销系统等多种数据传输业务的宽带数据传输。
通过应用特种光纤可以有效地防止电力系统中由于路由协调、频率资源以及电磁兼容等方面的原因而导致的运行矛盾，同时特种光纤在资源的利用上还具有很大的灵活性及主动操控权。此外，基于电力系统光纤通信的技术优势可以迅速地建立使用速度快、投资额度低、覆盖范围广的具有极高可靠性与安全性的电力通信网络，这一技术在110KV，220KV以及500KV线路中有着极为重要的应用价值；光纤通信技术具有很高的传输质量，同时信号也不容易受到外界影响，为此具有很高的电磁干扰能力，极大地提升了整体的电力通信质量。
电力通信网络工程设计主要包括三部分：传输、接入以及交换，位于一个整体之中。传输部分作为综合性很强的通信网络平台，同时也是电力通信中极为关键的一部分。借助于安全稳定的传输系统可以为光纤接入以及交换提供良好基础。接入部分具有双纤单向的通道保护装置，采用2Mbit/s的通道实现连接；而交换部分在敷设光纤中要充分的考虑电力系统输电线路的丰富程度及经济性。总之进行电力通信网络设计要综合考虑各种因素，从而最大化的发挥其技术优势。
三、结束语
总之光纤通信技术在当代已经得到了极为广泛的应用，表现出了极大地应用价值以及更大的潜力。较之传统的信息传输技术，光纤通信可以在很小的空间占用条件下传输大量的数据，同时节约很多能源，并保证了传输的可靠性。这种传输技术在使用中收货了较大的投资效益，保证了调度的稳定性以及安全性，符合电力行业的发展要求。随着社会经济的进一步发展以及全面高科技网络化时代的到来，基于电力通信的光纤通信技术会更多的应用于各个社会生产、生活领域，尤其是随着计算机技术的发展，更会促进其在电力通信行业中的应用。
参考文献
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[3]于雪飞.光纤通信技术应用分析[J].科技与生活，2005（11）.
关键词： 光纤传感器； 宏弯损耗； 温度变化； 光斑旋转角度
中图分类号： TP212.1 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.03.002
文章编号： 1005-5630（2016）03-0200-05
Abstract： In order to research the temperature sensitivity of optical fiber sensor based on two faculae rotation，a new optical fiber sensor system based on the monitoring of facula rotation angle is designed.Firstly，one fiber is coiled into two fiber loops （Loop 1 and Loop 2）.Then the radius of the Loop 1 is changed to incur macros bending loss and two faculae is realized.Meanwhile，Loop 2 is put into water temperature monitor box and temperature changes are observed relate to facula rotation angles.The experiment also shows how temperature changes relate to three faculae rotation angles for comparison.Finally，the principle of optical fiber macros bending loss and fiber optic ring coupling is analyzed.MATLAB is used to process the collected data of the experiments and the result shows that two faculae optical sensor is thermally stable.
Keywords： optical fiber sensor； bending loss； temperature change； facula rotation angle
引 言
光纤传感技术是20世纪70年代伴随着光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术。光纤传感器以其高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲、体积小、结构简单以及与光纤传输线路相容等独特优点受到世界各国的广泛关注[1]。如今，光纤传感技术日益成熟和完善，可传感角速度、压力、温度、电场、振动等物理量，被广泛地应用于远程控制以及医疗、生物、化学、电力检测等方面。其中，利用光纤传感技术的温度测量也越来越受到人们的重视[2]。
光纤传感器可以分为非功能型（传光型或强度调制型光纤传感器）和功能型（传感型光纤传感器）2类，光纤温度传感器是一种新型的温度传感器，目前主要的光纤温度传感器有分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器、干涉型光纤温度传感器等[3-4]。
本文介绍一种基于光斑旋转角度调制的光纤传感系统，光纤所在环境的温度变化会导致光斑旋转，从而改变出射端的光斑的角度。所以通过一个简单的CCD获得光斑图像，再经过MATLAB处理获得所得图像中的光斑角度，达到间接测量的目的。
1 基本原理及系统结构
光纤的宏弯损耗主要来源于光纤弯曲产生的空间滤波、模式泄露及模式耦合[5]，其中以空间滤波效应造成的损耗为主。光纤不同程度的弯曲将伴随着不同程度的空间滤波。受到光纤弯曲的影响，光纤中的全反射的条件受到破坏，高阶模将折射到包层中，较高阶模式进入截止状态，导致纤芯传导模式减少。光纤的宏弯损耗主要包括辐射损耗和过渡损耗[6]，可以表示为：
经式（1）、式（2）大量计算可得，由曲率半径的改变而引起的过度损耗远远小于辐射损耗[7]。由式（1）可以看出，光纤弯曲程度（R/a）越大，空间滤波效应越明显，辐射损耗也大，纤芯传输的模式数就越少，导致出射光斑数量的减少。
实验装置如图1所示，激光器（DH-HN250P）发出的光经过聚焦透镜耦合进单模传感光纤中，激光先经过光纤环1（光纤环1为单模光纤绕制的一定半径的单圈光纤环，起空间滤波作用），再通过光纤环2（光纤环2为单模光纤紧密绕制在一定半径的圆柱海绵体上形成的光纤环，作为传感光纤环，并放在水温控制箱中），CCD接收光纤输出端的激光光斑，最终将光斑图像传至PC。
2 实验现象
2.1 光斑数变化
2个级联的光纤环：光纤环1的直径为20 mm；光纤环2直径为20 mm，有6圈且紧密绕在圆柱形海绵体上。初始光斑为4个，减小光纤环1的直径到16 mm后，光斑减少为3个，继续减少光纤环1的直径到10 mm，光斑变为2个。经实验观察得到，缩小光纤环1的直径，由于压缩使光纤结构和光纤传播常数发生变化，导致光波模式的耦合、损耗变大，进而减少了出射光斑的数量。
2.2 光斑旋转
2个级联的光纤环：光纤环1直径为10 mm；光纤环2紧密绕着圆柱形海绵体6圈，直径为20 mm。实验中逐渐降低水温控制箱的温度，获得图2所示的光斑图（图2中的（a）至（h）分别表示从90℃每隔10 ℃依次降到20 ℃时两光斑角度变化的光斑效果图），改变水温控制箱的温度，两光斑绕整体中心点旋转的角度基本不变。另一组对比实验中，改变光纤环1的直径为16 mm，光纤环2紧密绕着圆柱体海绵6圈，直径仍为20 mm，PC中显示3个光斑。利用实验装置获得图3所示的光斑图（图3中的（a）至（h）分别表示从90 ℃每隔10 ℃依次降到20 ℃时三光斑角度变化的光斑效果图），改变水温控制箱的温度，三光斑绕整体中心点旋转的角度发生了一定的变化。此现象为下面的两光斑位移传感器具有温度稳定性的实验提供了依据。
3 实验结果分析
3.1 光斑图处理
将摄像头CCD读取到的视频转化为图片，接着就用MATLAB进行处理。具体过程是先进行灰度化和压缩处理，再对光斑均匀化，接着计算出各光斑的中心点和整个光斑图的中心点，最后再计算光斑的旋转角[8]。对图2、图3各光斑图进行灰度化、压缩和光斑均匀化处理，得到如图4、图5所示的光斑图。
3.2 光斑旋转角度的计算及分析
通过MATLAB处理分别获得2个光斑的特征点质心，再通过变换坐标方式可以方便快捷地测出2个光斑质心相连线与水平位置的角度，从而获得温度变化与特定直径传感光纤环光斑旋转角度的关系，测得数据如表1所示。三光斑角度的计算与两光斑不同，因为三光斑中心点组成的等边三角形的结构是稳定的，而且三角形中心点是相对固定不动的，通过MATLAB处理分别获得3个光斑的特征点质心，取其中两光斑连线的中心点坐标值，再计算该点和第3个光斑中心点的连线与水平位置的角度，从而获得三光斑旋转角度与传感光纤所处环境温度变化的关系，测得数据如表2所示。
实验获得的数据经过MATLAB最小二乘法处理，得到图6所示的两光斑旋转角度与温度变化的关系图，对应于表1中的数据；图7所示的是三光斑旋转角度与温度变化的关系图，对应于表2中的数据。
通过图6与图7的比较得出，改变传感光纤所处环境的温度，三光斑的旋转角度随着温度的变化而改变，且存在很好的线性关系：θ=0.852 6T，线性度为-3.613 2。然而在一定的误差范围内，改变传感光纤所处环境的温度，两光斑旋转角度基本保持不变，即外界温度参量并不影响两光斑弯曲线性实验的灵敏度，从而证实了基于两光斑旋转的光纤传感器具有温度稳定性。
4 结 论
本文提出了测量温度变化的光纤传感系统，通过实验获得了两光斑旋转角度与传感光纤所处环境变化的关系，得出了基于两光斑旋转角度的光纤传感器具有温度稳定性的结论。此外根据耦合模理论，也可以从理论上分析出两光斑与三光斑低阶模的受温旋转性。此传感系统结构简单、使用方便，还具有很好的重复性。由于光斑旋转方向的特定性，此系统可以用来做温度的测量，此外还可以拓展至频率、重量等多种变量的测量。
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关键字:APD;光纤光栅;探测;火灾报警
光纤光栅技术在发展起来的近十多年来多用温度、压力、流量、液位等测量上,主要应用原理是使用激光加工的手段在光纤内形成多个光栅元件,在宽带光源经光纤传输时经过特定光纤光栅时某些特定波长的光被反射回来,从而进行数据检测。因此光纤通信中的光纤光栅技术提供给了报警工程设计一个稳定准确的数据保障。
一、光纤通信技术的特点
光纤通信技术本身的光纤材料就具有防爆、抗腐蚀、抗磁干扰、电绝缘等多种优点,具有特色的还是以下几点:
1.可靠性高,寿命长
光纤通信技术是依据光束波长的数字检测的,不受光源、弯曲度、探测器老化影响,而且光纤光栅技术还能规避光纤连接损耗的影响,所以具有很高的稳定性和可靠性。
2.超远距离传输,组网便利
光纤传输携带传感技术的光信号,能达到经过超远距离传输不失真的效果,传输过程中数据虽好几乎可以忽略。由于超远传输方式的便利,还可以支持大面积组网,方便网络化的监控管理。
3.可进行数字编码和传送
光纤上的光栅波长不同,传感器所得到的数据进行波分多址的复用传输能够扩大传输量,实现分布式测量,也能够实现数据化的编码和传输。
4.高反应度和精度
光纤设备的核心是光纤光栅传感器,其所使用的特征波长对温度和压力的感应明显而且快速,并且波长特征具有一致性,所以制作的传感器响应时间快,测量精度较高。
5.简单的结构利于施工
光纤本身体积小重量轻,易弯转,方便制作结构简单的传感器探头。其结构的便利性和兼容性使得工程施工的难度降低,使设备维护也能够更加简单。
6.应用范围广
由于其感应环境变化的方式其可应用在勘探、冶金、电力等行业,在其质地抗性方面也适应于石油、化工等行业,其高速、准确的数据反馈也适应于火灾、地质信息反馈等监控系统。
二、光纤通信技术的报警系统应用方式
完整的光纤通信报警系统一般由四个部分组成:宽带光源,作为数据载体的生成器产生宽带光饼传输到光纤上;光纤光栅传感器,报警系统的核心部分,一般安置在需要布控的位置,及时检测现场的温度压力等情况,是整个光纤的终端,通过光纤串联;光纤光栅解调仪,对反馈回来的反射光波长进行分析,是一种光谱仪,对反馈型号分析得出现场情况及反馈地点等重要信息;信号处理器,将解调仪分析的数据转换为测量温度等,反映与标准情况的差异,并在超出范围时发出警报。
主流光纤通信报警技术有以下几种:
1.基于OTDR的准分布光纤温度报警系统
基于OTDR的准分布光纤温度报警系统是利用背向散射法测量光纤的衰减。在光纤中,由于光纤本身的缺陷或者成分不均会导致瑞利散射。其中沿光纤轴和光脉冲传播方向相反的散射称为瑞利背向散射。这种散射提供了光纤衰减与长度的信息,因为光纤衰减信息可以反映出光纤检测区域的温度变化曲线,APD信号会被放大成电压信号。所以OTDR的测量曲线能够准确的发现固有损耗和非正常损耗之间的差别,因此系统对于温度报警可以实现空间定位,在系统检测中可以提高范围定位的稳定性和可靠性。
2.基于准分布式FBG传感器的光纤报警系统
FBG准分布传感器技术的原理是通过对外界温度、压力等反馈信息对Bragg中心波长调制实现的。FBG在温度、压力等变化都会改变光栅周期和折射率,引起反射波长的变化。
其技术优点在于复用能力强,超远距离准分布式的周边检测能力强;对于环境的适应性强;简单的结构容易与其他材料结合进行更全面的检测;隐蔽性高,成本低。FBG技术的检测精度设置可以小到脚步引起的震动,而且跳跃式的判断结果也有时间区域上的准确性,一般应用在桥梁、隧道等的安全监测。
3.后向喇曼散射分布式光纤感温报警技术
这种技术是将窄带光纤脉冲导入光纤,然后利用雷达原理测量散射光强,对温度变化实现一种持续曲线化的测量,是一种光是反射域原理的应用,具有火灾等灾害预估的提前性。
不稳定的激光器可能会是工作中所产生的波长发生偏移,波分复用器损耗加大。所以在此使用喇曼散射,降低耦合器和复用器损耗,恒压APD也能够对光信号的雪崩发生倍增起到一定的遏制作用,提升采集数据的准确性。
三、光纤通信技术对于报警系统稳定性的影响
光纤通信技术本身并不是作为一个完整的报警系统来使用,而是依靠准确的数据来报告、检测、预防隐患发生的。
其中光纤光栅的应用配合报警系统能够提高系统的自动化、网络化,其自身结构简单、反应速度快、稳定的性能具有相当高的优势,也使这种技术可以更加方便的应用在各种类型的检测中,其技术特性提供给系统准确的数据,提升系统整体的安全度。
OTDR准分布技术能够对APD和LD温度和偏压进行高精度的采样,同时还可以对光信号进行采集和过滤,其检测出的温度变化精度要远远高于其他技术的采样,与相关软硬件结合后能够提供更加全面的数据支持,对于机房温度检测,设备危险报告都有很好的帮助。
FBG的高频率偏压数值曲线能够良好的反映出震动和压力变化情况,其高频率的跳跃特性也使其具有相当准确和及时的数据反馈能力,能够降低数据漏报情况,并针对型号模型进行信号模拟,进一步精确频率间值,并更精确地防止漏报现象的出现。良好的防漏报功能使得完工的工程能够更加准确及时的提供报告,保证报警系统的全面性。
后向喇曼散射分布技术提高了激光器的稳定性,改进了量子阱激光器,对光线耦合效率进行提升,降低波长温漂的系数,提高有效脉宽。低损耗的特性使其滤波效果更为细化和明确。喇曼散射信号本身降低了光线脉冲在传播时可能出现的放大后偏移的情况,而且APD的恒定增压也使得温漂系数的恒定得到保证,让温度检测精度得到改善,并从一定程度上实现温差补偿。此技术的降噪能力较强,信号累加平均,高性能的累加采集卡对系统各项安全性和稳定性有大幅提升。这种具有提前性的准确检测和预估的技术能够有效准确的报告危险,对于工程施工后的维护工作有很大帮助。
从整体的光纤通信技术来说,激光脉冲、滤波和APD技术的使用使得整个检测系统的数值更加准确,数据反馈更加高效及时,信息波动规律的计算相对准确,受环境影响的程度较低,提高数据采集和分析的准确性,提高警报的及时性。
参考文献:
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关键词：分布式光纤传感技术、布里渊散射、光时域反射、光时域分析 光频域分析
一、前言
分布式光纤传感技术是基于光纤工程中广泛应用的光时域反射（OTDR）技术发展起来的一种新型传感技术，由于它具有其他传感技术所无法比拟的优点，因此成为目前传感技术研究领域的热点。从上世纪七十年代末提出到现在短短二十几年里，分布式光纤传感技术得到了很快发展，并在以下三个方面取得了突破：
① 基于瑞利散射的分布式光纤传感技术；
② 基于拉曼散射的分布式光纤传感技术；
③ 基于布里渊散射的分布式光纤传感技术。
其中基于瑞利散射和拉曼散射的研究已经趋于成熟，并逐步走向实用化。基于布里渊散射的分布传感技术的研究起步较晚，但由于它在温度、应变测量上所达到的测量精度、测量范围以及空间分辨率均高于其他传感技术，因此这种技术在目前得到广泛关注与研究。
二、光纤中的布里渊散射及其传感机理
1、布里渊散[1]
在光纤中传播的光波，其大部分是前向传播的，但由于光纤的非结晶材料在微观空间存在不均匀结构，有一小部分光会发生散射。光纤中的散射过程主要有三种：瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射，它们的散射机理各不相同。其中，布里渊散射是光波与声波在光纤中传播时相互作用而产生的光散射过程，在不同的条件下，布里渊散射又分别以自发散射和受激散射两种形式表现出来。
在注入光功率不高的情况下，光纤材料分子的布朗运动将产生声学噪声，当这种声学噪声在光纤中传播时，其压力差将引起光纤材料折射率的变化，从而对传输光产生自发散射作用，同时声波在材料中的传播将使压力差及折射率变化呈现周期性，导致散射光频率相对于传输光有一个多普勒频移，这种散射称为自里渊散射。自里渊散射可用量子物理学解释如下：一个泵浦光子转换成一个新的频率较低的斯托克斯光子并同时产生一个新的声子；同样地，一个泵浦光子吸收一个声子的能量转换成一个新的频率较高的反斯托克斯光子。因此在自里渊散射光谱中，同时存在能量相当的斯托克斯和反斯托克斯两条谱线，其相对于入射光的频移大小与光纤材料声子的特性有直接关系。
由于构成光纤的硅材料是一种电致伸缩材料，当大功率的泵浦光在光纤中传播时，其折射率会增加，产生电致伸缩效应，导致大部分传输光被转化为反向传输的散射光，产生受激布里渊散射。具体过程是：当泵浦光在光纤中传播时，其自里渊散射光沿泵浦光相反的方向传播，当泵浦光的强度增大时，自里渊散射的强度增加，当增大到一定程度时，反向传输的斯托克斯光和泵浦光将发生干涉作用，产生较强的干涉条纹，使光纤局部折射率大大增加。这样由于电致伸缩效应，就会产生一个声波，声波的产生激发出更多的布里渊散射光，激发出来的散射光又加强声波，如此相互作用，产生很强的散射，这就是受激布里渊散射（SBS）。相对于光波而言，声波的能量可忽略，因此在不考虑声波的情况下，这种SBS过程可以概括为频率较高的泵浦光的能量向频率低的斯托克斯光转移的过程。这样受激布里渊散射可以看成仅仅是在有泵浦光存在的情况下在电致伸缩材料中传播的斯托克斯光经历了一个光增益的过程。在受激布里渊散射中，虽然理论上反斯托克斯和斯托克斯光都存在，一般情况下只表现为斯托克斯光。
2、布里渊散射的传感机理。
如前所述，光纤中的布里渊散射相对泵浦光有一个频移，通常称此频移为布里渊频移。其中背向布里渊散射的布里渊频移最大，并由下式给出
其中：VB—布里渊频移，
n—光纤纤芯折射率，
Va—声速，
l—泵浦光的波长。
对于普通的硅玻璃光纤，n=1.46，Va=5945m/s，当泵浦光的波长l=1.55mm时，布里渊频移VB»11.2GHz。
大量的理论和实验研究证明，光纤中布里渊散射信号的布里渊频移和功率与光纤所处环境温度和所承受的应变在一定条件下呈线形变化关系，并由下式给出
三、 布里渊散射的分布式光纤传感技术研究现状 自从Horiguchi[4]和Culverhouse[5]等人首次分别提出利用布里渊散射频移特性作为分布式应变和温度传感以来，在世界范围内，众多研究人员展开了基于布里渊散射的传感系统的研究，取得了可喜的成绩。目前，基于布里渊散射的温度/应变传感技术的研究主要集中在三个方面：
（1）基于布里渊光时域反射（BOTDR）技术的分布式光纤传感技术；
（2）基于布里渊光时域分析（BOTDA）技术的分布式光纤传感技术。
（3）基于布里渊光频域分析技术（BOFDA）的分布式光纤传感技术。 1、基于布里渊光时域反射技术（BOTDR）的分布式光纤传感技术
基于BOTDR的分布式光纤传感系统与在光纤测量中广泛应用的光时域反射计（OTDR）相类似，基本框图如图1所示。在OTDR中，当脉冲光在光纤中传输时，在光纤的脉冲光发送端就可以检测到由瑞利散射产生的背向散射光，背向散射光与脉冲光之间的时间延迟提供对光纤的位置信息的测量，背向散射光的强度提供对光纤的衰减的测量。在BOTDR中，背向的自里渊散射代替了瑞利散射，由于布里渊散射受温度和应变的影响，因此通过测量布里渊散射便可以得到温度和应变信息。
自里渊散射信号相当微弱（比瑞利散射约小两个数量级），检测比较困难，因此基于BOTDR的分布式光纤传感技术的研究主要集中在布里渊信号的检测上。Kurashima[6]等人首先利用相干检测的方法实现了自里渊信号的检测和分布式温度／应变测量，并在11.57km的光纤上获得了空间分辨率为100m、温度／应变测量精度分别为±3℃／±0.006％的实验结果。
其具体检测方法是：用一个可调谐激光器作为本地振荡光源和背向散射光外差，当调节本地振荡光（ ）使其频率与输入脉冲光（ ）的频率差 落在布里渊频移 附近时，则本振光与布里渊散射斯托克斯光的拍频信号的频率差就会远远小于布里渊频移，这样用一个低通滤波器就可以将这个拍频信号滤出来。
由于低通滤波器的截止带宽比布里渊散射信号的线宽要窄得多，因此滤波器所滤出的信号只对应着本振光与光纤某区域布里渊频移和 相差很小的布里渊散射光的拍频信号，输入脉冲光与本振光之间的频差也就正好可以近似等于该区域布里渊散射信号的频移。已知布里渊频移与温度、应变存在线形关系，因此通过测定脉冲光与本振光的频差，就可以得到温度或应变信息。改变本振光的频率，就可以实现沿整个光纤分布的温度/应变测量。
相干检测可以利用本振光提高信号的测量灵敏度，但需要同时使用两个光源，对两光源的相干性能也有较高要求。为了克服这个缺点，K.Shimizu[7]等人通过引入一个光移频环路实现了利用单光源对自里渊信号的相干自差检测，并获得满意的实验结果。
不同于相干检测，英国的T.P.Newson等人利用直接检测的方法实现了分布式测量，其系统主要利用光纤马赫－泽德干涉仪的滤波和鉴频特性来实现背向自里渊散射信号的检测。
在背向散射信号的耦合输出端，系统首先利用一个马赫－泽德干涉仪将微弱的布里渊信号从背向散射信号（主要是瑞利散射）中分离出来，然后通过另外一个马赫－泽德干涉仪来实现布里渊频移和强度的测量，最后通过相关的数据处理得到温度和应变信息。
在最近的研究中[8]，他们在15km的光纤上获得了空间分辨率为10m，温度、应变分辨力分别为4℃/290me的实验结果，并利用温度、应变和布里渊散射信号的频移、强度关系在同一光纤上实现了温度、应变的同时测量。和相干检测相比，直接检测的测量
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