
2009年,Y. Koyamada與Mutsumi Imahama搭建的COTDR傳感系統可以在8km長的光纖上實現89με/0.1℃的應變/溫度分辨率以及1m的空間分辨率。2010年,Ryosuke Shimano與Yuta Iitsuka等人利用雙向EDFA搭建的COTDR系統在31km長的光纖上實現了2m的空間分辨率以及178με/0.2℃的應變/溫度分辨率。
目前,COTDR雖然應變/溫度靈敏度極高,89με/0.1℃對應135MHz的頻移,但是若要測量100℃的變化范圍,則需要135GHz的頻移測試范圍,技術難度太高,精度與應變/溫度測試范圍難以兼顧。面對技術復雜、溫度應變測試范圍小、應變分辨率較低等原因,目前尚未發現有正式產品與工程應用出現。但由于COTDR極高的溫度分辨率,隨著COTDR技術的不斷發展,其溫度應變范圍、空間分辨率、測試距離的不斷提高,相信COTDR也會出現在市場上并占據一席之地。
2、POTDR技術
入射光與介質中的微觀粒子發生彈性碰撞時將引起瑞利散射,且其散射光具有頻率以及在散射點的偏振方向均與入射光相同的特點,因此散射光包含了光纖散射點的偏振信息?;谶@個物理規律,1980年,Rogers提出了偏振光時域反射技術(POTDR)的思想,其應變傳感系統如圖2所示。

自POTDR技術提出后的30年以來,許多研究人員根據研究的需要提出了各種POTDR測量方案,國內的電子科技大學與北京交通大學等單位也在進行POTDR的相關研究。由于磁場、電場、壓力、振動、加速度和溫度等物理量都能對在光纖中傳播的光的偏振態進行調制,很難從測量結果中準確地分離出是那種調制效應導致的偏振態變化;同時POTDR系統的偏振態對外界環境非常敏感,很難保持傳輸光纖中偏振態穩定性等原因,對POTDR應用的實施和推廣還存在著很多技術難點,目前尚未見到有實際產品與工程應用的報道。
3、 BOFDA技術
BOFDA是由德國Garus等人基于OFDR技術提出來的,BOFDA通過兩個激光器的頻率差和探測光的幅度調制頻率來確定溫度和應變的大小,通過分析光纖布里淵散射光響應函數的頻譜得到應變和溫度變化的空間位置,其基本結構如圖3所示。該方案采用網絡分析儀接收探測器輸出信號,再進行反傅里葉變換得到系統脈沖響應函數。
