Algoritmo de optimización para la detección en un sistema φ-OTDR basado en un láser DFB encadenado a través de anillo resonador de fibra óptica

Abstract

Presentamos un algoritmo complejo de promediación diferencial espacial-temporal que incrementa la capacidad de detección de un sistema de reflectrometría óptica en el dominio del tiempo sensible a la fase (φ-OTDR), el cual emplea un láser DFB estándar de telecomunicaciones para mediciones distribuidas en la fibra de prueba. El láser DFB es encadenado por auto-inyección a través de un anillo resonador de fibra óptica de polarización preservada, que genera una coherencia y estabilidad frecuencial de la emisión del láser para mediciones precisas. El algoritmo de promediación presentado es capaz de mejorar la SNR en 5-6 dB, incrementando significativamente la capacidad de detección del sistema φ-OTDR. Se demuestra la localización de perturbaciones a la frecuencia de 815 Hz en una distancia aproximada de 850 m con una precisión de 20 m.

We present a new spatial-temporal differential averaging algorithm that improves the capacity of our phase-sensitive optical time-domain reflectometry (φ-OTDR) system to vibration detection. Specifically, the system employs the standard DFB laser self-injection locked through an external feedback loop comprising a PM fiber-optic ring resonator that enhances coherence and provides enough frequency stability to the laser operation. The reported algorithm is responsible for 5-6 dB increase of the SNR thus improving the system ability to detect vibrations. We demonstrate the vibrations with the frequency of ~815 Hz at the distance of   ~ 850 m localized with a spatial resolution of ~ 20 m.