空分复用技术带来分布式光纤传感新突破

【香港理工与华中科大联合团队】

近年来，受到光纤通信扩容需求的驱动，以多芯光纤为传输载体的空分复用技术迅速发展，多芯光纤的拉制技术、相关器件（如多芯耦合器）的制备工艺也日益成熟。人们也逐渐意识到，多芯光纤将为分布式光纤传感系统的搭建提供一个全新的平台，这将在实现新功能以及增强原有技术性能方面带来突破。

香港理工大学吕超教授团队与华中科技大学唐明教授团队综述了基于多芯光纤的分布式光纤传感器的研究进展。首先介绍了多芯光纤的种类，以及多芯复用/解复用器的实现方案。然后重点介绍了多芯光纤偏心纤芯的弯曲敏感特性的形成机理，在此基础上概括了基于多芯光纤中离散及连续光纤光栅阵列的三维形状传感技术，涉及基本原理、解调方案、误差来源分析、螺旋形多芯光纤的设计等。此外还介绍了利用布里渊传感技术实现的分布式曲率及三维形状传感。该综述对各种采用多芯光纤的分布式传感器进行了讨论，总结了基于多芯光纤空分复用的分布式传感器的两大主要应用：一是实现多参量传感，二是增强传统分布式光纤传感器的性能。结果表明，多芯光纤分布式传感器在各种场合具有良好的应用前景。最后，文章对该领域存在的挑战及其发展前景作了简单的探讨。

一种七芯光纤的横截面示意图

空分复用的系统结构为分布式光纤传感的实施提供了一种全新视角，使得多种不同传感技术的复用成为可能，而这在单模光纤中是很难做到的，这为实现先进的多参量传感开辟了新途径，是分布式光纤传感应用的一大突破。