1. 毕业设计（论文）主要内容：

布里渊光时域分析技术(brillouinoptical time domain anlysis，botda)是一种分布式传感技术，广泛应用于周边安全、石油化工、桥梁和隧道安全监测等领域。这项技术基于光纤中的受激布里渊散射效应，通过对背向散射光的布里渊频率漂移量的检测来实现温度或应变的测量。在传统的botda中，布里渊增益频谱（brillouingain spectrum， bgs）的测量是通过泵浦光或者探测光的频率扫描实现的，应变和温度测量精度取决于bgs测量精度。

在传统短脉冲的探测方案中，空间分辨率的提升需要通过缩短脉冲来实现，然而因为受声子寿命(~10ns)限制，脉冲宽度不可能无限缩短，所以空间分辨率极限限制为1m。此外，由于脉冲太短会引起脉冲频谱展宽，导致测量的bgs的谱展宽，系统的应变或温度测量精度随之下降。2010年tomsperber等提出高空间分辨率的增益包络追踪(gainprofile tracing，gpt)技术，该技术利用长泵浦脉冲实现布里渊增益分布式探测。当泵浦脉冲的下降沿在光纤中移动时，泵浦光和探测光的交互长度逐渐缩短，从而会产生不同功率的布里渊散射光，通过对探测到的光散射信号的时域求导，得到光纤沿线的布里渊增益分布曲线。该技术利用长泵浦脉冲的预泵浦，可以在实现厘米级空间分辨率的同时，准确地测量并复原自然布里渊增益谱。但是，由于采用较长的脉冲预泵浦，也使得测量布里渊增益分布的单次时域跟踪耗时相对较长，为解决该问题，我们提出了一种改进的增益包络追踪(modifiedgain profile tracing，gpt)技术。

改进的增益包络追踪(mgpt)技术改进了gpt中长泵浦脉冲方案，同时利用长泵浦脉冲的下降沿和上升沿实现探测，从而缩短了脉冲长度实现快速传感。该技术利用和gpt相似的原理测量bgs,提高了系统的检测效率，但是该技术的上升沿测量布里渊增益谱的准确性仍有待检验。本论文主要探究mgpt方法探测的bgs线宽与脉冲宽度的关系、上升沿对bgs探测的影响、上升和下降沿的测量模型的异同与解释等。

2. 毕业设计（论文）主要任务及要求

设计（论文）完成的主要任务：

1.主要查阅三个方面的文献：具体了解布里渊散射效应中的声子和光子之间的相互作用；掌握gpt技术和mgpt技术的原理；总结和分析脉冲宽度对布里渊增益频谱参数的影响。

2.根据文献推导和完善mgpt技术的理论模型，进行相关仿真和实验设计证明模型的正确性。

3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排

第7学期：完成选题和布置任务

第8学期：

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文文献翻译，明确研究内容，了解光纤布的里渊散射效应原理和mgpt-botda系统传感原理，完成开题报告。

4. 主要参考文献

[1] sperber t, eyal a, tur m, et al. highspatial resolution distributed sensing in optical fibers by brillouingain-profile tracing[j]. optics express, 2010, 18(8): 8671-8679.

[2] smithj, brown a, demerchant m, et al. pulse width dependance of the brillouin lossspectrum[j]. optics communications, 1999, 168(5-6): 393-398.

[3] agrawalg p. 非线性光纤光学原理及应用[m]. 贾东方. 北京: 电子工业出版社, 2002: 222-240.