1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Приборы и техника эксперимента
  4. № 5, 2023

Приборы и техника эксперимента, 2023, № 5, стр. 134-140

Волоконный фазовый рефлектометр с низким уровнем шума выходного сигнала для применения в сейсмологии

А. Э. Алексеев a, *, Б. Г. Горшков b, Д. А. Ильинский c, В. Т. Потапов a, Д. Е. Симикин a, d, М. А. Таранов a, d

a Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
141190 Фрязино, Московской обл., пл. Введенского, 1, Россия

b Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
119991 Москва, ул. Вавилова, 38, Россия

c Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
117997 Москва, Нахимовский проспект, 36, Россия

d ООО “Петрофайберˮ
105082 Москва, Спартаковская пл., 14, Россия

* E-mail: aleksey.e.alekseev@gmail.com

Поступила в редакцию 07.04.2023
После доработки 15.04.2023
Принята к публикации 15.04.2023

Аннотация

Предложен волоконный когерентный фазовый рефлектометр (распределенный датчик акустических воздействий, φ-OTDR) с низким уровнем шума выходного сигнала в диапазоне частот от 0.01 до 1 Гц для сейсмологических применений. Архитектура датчика основана на использовании несбалансированного (неравноплечего) интерферометра Маха–Цендера, который применяется для формирования двойных зондирующих импульсов с требуемыми фазовыми соотношениями его составляющих, а также используется в схеме обратной связи для стабилизации частоты источника лазерного излучения. Низкий уровень шума выходного сигнала в предложенной схеме достигается за счет компенсации разности оптических путей полей двойного зондирующего импульса, рассеянных разными участками оптического волокна. Применимость предложенной схемы экспериментально продемонстрирована при регистрации удаленного землетрясения с помощью оптоволоконного кабеля, размещенного на дне Черного моря.

Список литературы

  1. Mateeva A., Lopez J., Potters H., Mestayer J., Cox B., Kiyashchenko D., Wills P., Grandi S., Hornman K., Kuvshinov B., Berlang W., Yang Zh., Detomo R. // Geophys. Prospect. 2014. V. 62. P. 679. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2478.12116

  2. Williams E.F., Fernández-Ruiz M.R., Magalhaes R., Vanthillo R., Zhan Z., González-Herráez M., Martins H.F. // Nature commun. 2019. V. 10. P. 1. https://www.nature.com/articles/s41467-019-13262-7

  3. Posey R.Jr, Johnson G.A., Vohra S.T. // Electron. Lett. 2000. V. 36. P. 1688. https://digital-library.theiet.org/content/journals/10.1049/el_20001200

  4. Farhadiroushan M., Parker T.R., Shatalin S. Patent WO2010136810A2. 2010. https://patents.google.com/patent/WO2010136810A2/en

  5. Masoudi A., Belal M., Newson T.P. // Measurem. Sci. Technol. 2013. V. 24. P. 085204. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-0233/24/8/085204

  6. Dakin J.P., Lamb C. UK Patent GB2222247A. 1990. https://patents.google.com/patent/GB2222247A/en

  7. Alekseev A.E., Vdovenko V.S., Gorshkov B.G., Potapov V.T., Sergachev I.Y., Simikin D.E. // Quant. Electron. 2014. V. 44. P. 965. https://iopscience.iop.org/article/10.1070/QE2014v044n10ABEH015470

  8. Alekseev A.E., Vdovenko V.S., Gorshkov B.G., Potapov V.T., Simikin D.E. // Laser Phys. 2014. V. 24. 115106. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1054-660X/24/11/115106

  9. Alekseev A.E., Vdovenko V. S., Gorshkov B.G., Potapov V.T., Simikin D.E. // Laser Phys. 2015. V. 25. P. 065101. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1054-660X/25/6/065101

  10. Hartog, A.H. An introduction to distributed optical fibre sensors. CRC press. 2017.

  11. Alekseev A.E., Gorshkov B.G., Bashaev A.V., Potapov V.T., Taranov M.A., Simikin D.E. // Laser Phys. 2021. V. 31. P. 035101. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1555-6611/abd936

  12. Alekseev A.E., Tezadov Y.A., Potapov V.T. // Laser Phys. 2017. V. 27. P. 055101. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1555-6611/aa6378/

  13. Hartog A., Kader K. US Patent No. 9,170,149. 2015. https://patents.google.com/patent/US9170149B2/en

  14. Lu Y., Zhu T., Chen L., Bao X. // J. Lightwave Technol. 2010. V. 28. P. 3243. https://opg.optica.org/jlt/abstract.cfm?uri=jlt-28-22-3243

  15. Gorshkov B.G., Alekseev A.E., Taranov M.A., Simikin D.E., Potapov V.T., Ilinskiy D.A. // Appl. Opt. 2022. V. 61. P. 8308. https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-61-28-8308

  16. Vdovenko V.S., Gorshkov B.G., Zazirnyi D.V., Zazirnyi M.V. Patent of Russian Federation No. 2477838. 2013. https://patents.google.com/patent/RU2477838C1/ru

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Приборы и техника эксперимента

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал