发感测光纤50中的导模。因 此，在图1中，光纤部分Fl实际上包括两个拼接的光纤部分。从少导模光纤反射的光由光谱 放大器形式的接收器100监视。
[0130] 第一实验
[0131] 在第一实验中，感测光纤50为16.16Km长，且支持基本的导模LPoi和一个高阶导模 LPii。基本的导模的导模段直径是14.2皿，且在1550nm处的损耗为0.188地/虹1。仅在LPoi处 携带累浦光22。同样，通过适当地设置MOPA探针光源32的输出单模光纤尾纤(光纤60)和多 模禪合器的输入多模光纤尾纤(光纤部分F2)之间的偏移，探针光32仅激发LPii导模。
[0132] 图7A示出当对于LPii导模累浦光32的波长A2被调谐到BDG54的波长(累浦光和探针 光之间的波长关系满足等式2a)时，由接收器100测量的从感测光纤50反射的光的测得光 谱。发射到感测光纤50的累浦和探针功率分别为约375mW和约5.6mW。
[0133] 图7B示出累浦光22化Poi)、探针光32化Pii)和探针反射光32R的波长关系。如图7A 所示，右侧在1550.224nm处的最高峰是累浦光22的SBS，在左侧接下来的第二峰（在 1550.134nm)是在少模光纤中累浦光22的瑞利散射反射。SBS的波长移位是A A = 0. 〇9nm，对 应于11.25G化的布里渊频移。在1548.6化m处的峰是在少导模光纤中探针光32的瑞利散射 反射，在1548.78nm处的峰是从BDG54反射的探针光32。反射的探针光32R具有波长(频率)移 位A A = O. 〇9nm( 11.25G化），运与累浦光22的布里渊频移相同。
[0134] 累浦光22和探针光32之间的波长差A A约为1.444nm，对应于LPoi和LPii导模之间 的有效折射率差为~1.329xl(T3。因为探针SBS和反射的探针光32R具有相同的波长，所W应 确定在-1548.78nm处的波长峰不是来自探针SBS，而是来自有累浦光22形成的BDG 54的反 射。
[0135] 为了执行运种确定，针对系统10的两种不同的操作状态，即，1)累浦放大器26开启 且探针光源30开启W及2)累浦放大器26关闭且探针光源30开启，测量来自感测光纤50的反 射光的光谱。
[0136] 在图8中示出运两种操作状态的测得光谱。当累浦放大器26切换至关闭（"累浦关 闭"）时，因为由于累浦功率下降引起的BDG 54消失(或反射率下降），来自左侧的第二峰从 "累浦开启"曲线中消失。运还确定第二左侧峰不是来自探针32的SBS。
[0137] 图9描绘探针光32的测得抓G光谱化Pii导模）。3地反射带宽A V约为0.75細Z，运比 SBS增益光谱的典型光谱宽度要宽得多。相信沿感测光纤50的非均匀性导致抓G 54的反射 带宽变宽。
[0138] 图10描绘反射的探针光32R的归一化功率随累浦光功率的变化。拟合曲线指示反 射的探针光32R的功率随累浦光22的功率增加而指数增长。
[0139] 第二实验
[0140] 在第二实验中，使用5.5Km长的感测光纤50。感测光纤50具有阶跃折射率分布，且 忍56和覆层58之间的折射率差A约为0.34%，忍半径约为r = 6.9wii。基本的导模的导模段 直径为~12.祉m。感巧恍纤50被配置成仅支持基本的导模(LPoi)和一个高阶导模(LPii)。
[0141] 将累浦光22引入感测光纤50,使得它仅在LPoi导模中传播。通过适当地设置MOPA探 针光源30的输出单模光纤尾纤（即，单模光纤60)和多模禪合器的输入多模光纤尾纤（即，光 纤部分F2)之间的偏移，使探针光32仅激发LPii导模。
[014引图11描绘当累浦光22和探针光32分别在LPoi和化1导模中传播时，由接收器100^1 量的从感测光纤50反射的光的光谱。发射到感测光纤50的累浦和探针功率分别为约375mW 和约5.6mW。累浦光22和探针光32的波长分别为Al = 1550.134nm和A2 = 1548.017nm。
[0143] 而且清楚地看到探针光32的反射峰，该峰从探针波长向上移位0.09nm(布里渊波 长移位AAb)。图12描绘对于探针化Pii导模）的测得BDG光谱。3dB反射带宽A V约为 4.375GHz，运比第一示例的感测光纤50大约6倍。考虑到在该第二示例中感测光纤50的长度 仅为第一示例的感测光纤的长度的=分之一，该第二感测光纤的光纤均匀性应比第一示例 差得多。运提示如果使用短脉冲形式的探针光32,则可检测到BDG 54的不均匀性。
[0144] 第三实验
[0145] 在W上的两个实验中，探针导模化Pii)的阶数大于累浦导模化Poi)的阶数。在第S 实验中，用于探针光32的导模低于用于累浦光22的导模。
[0146] 在第=实验中，实验设定与图IB所示基本上相同，但光学禪合到探针光源30的光 纤部分F2中屯、至中屯、地拼接到多模光学禪合器40的输入之一 W激发感测光纤50中的LPOl 导模。光学禪合到累浦光源30的光纤部分Fl自由空间禪合到多模光学禪合器40的其它输 入，W激发感测光纤50中的LPll导模。
[0147] 感测光纤50为IOKm长，具有约12皿的导模段直径，且仅支持基本的导模化Poi)和一 个高阶导模(LPii)。忍56和覆层58之间的折射率差为约0.4%。
[0148] 将累浦光22提供给感测光纤50,使其被承载于LPii导模中。将探针光32提供给感测 光纤50,使其被由LPoi导模支持。图13描绘当累浦光22和探针光32分别在LPii和LPoi导模中 传播时，由接收器100测量的从感测光纤50反射的光的光谱。发射到感测光纤50的累浦和探 针功率分别为约50〇111￥和约5.6111￥。累浦和探针的波长分别为^1 = 1550.13411111和^2 = 1551.654nm。而且清楚地看到反射的探针光32R的反射峰，该峰从探针波长A2向上移位 0.09nm(布里渊波长移位A Ab)。
[0149] 第四实验
[0150] 在W上的S个实验中，探针光32和累浦光22均为CW。在第四实验中，探针光Wins 脉冲宽度进行脉冲化。与图IB所示基本上相同地配置系统10,且探针光源30包括Ins脉冲化 激光源，该激光源利用插入在可调激光器34和光学放大器36之间（参见图3B)的光学调制 器。探针光32包括100曲Z重复率的Ins脉冲。感测光纤50是与上述第一实验中使用的相同的 16km光纤。累浦光22被携带于LPoi导模中。同样，通过适当地设置MOPA探针光源32的输出单 模光纤尾纤和多模禪合器的输入多模光纤尾纤(光纤部分F2)之间的偏移，使探针光32激发 感测光纤50中的LPii导模。
[0151] 图14示出由光谱分析器形式的接收器100测量的从感测光纤50反射的光的测得光 谱，其中对于LPii导模累浦光32的波长被调谐到BDG54的波长，使得累浦光和探针光之间的 波长关系满足等式2a。图14中的曲线是累浦光开启和关闭情况下的测得光谱。发射到感测 光纤50的累浦和平均探针功率分别为约390mW和约lOmW。
[0152] 而且清楚地看到探针光32的反射峰，该峰从探针波长向上移位0.09nm(布里渊波 长移位A Ab)。
[0153] 第五实验，示出同时进行应变和溫度测量的可行性一一感测光纤50(少模光纤 (FMF))的应变和溫度系数心和KaT的测量
[0154] 利用图15所示的系统实施运些实验。参考图15，为了测量感测光纤50中的FMF应变 和溫度系数Ka^和KaT,使用FMF干设仪200。干设仪200包括两段标准单模光纤(SMF)55A和55B (即在1550nm处为单模)和与第一实验中使用的光纤类似的一段23.3cm长的FMF(感测光纤 50)。如图15所示，FMF(感测光纤50)拼接在两段SMF 55A和55B之间。在输入侧，为了激发FMF 中的基模化P01)和第一高阶模(LPll)，将感测光纤50和SMF 55A拼接在一起，且在两光纤的 忍轴之间有适当偏移。在输出侧，感测光纤50和SMS55B也被偏移。将光纤纤尾（1535-1561nm)宽带光源210连接到SMF 55A的输入端。通过光谱分析器220监视来自（SMF光纤55B 的输出端处巧设仪的输出光。由于LPoi和LPii模之间的有效光路长度差，将在输出光谱中 看到干设条纹。当
il2j
[0156]在输出处，LPO1和LPl 1模中的光同相，其中A neff是LPO1和LPl 1模之间的有效折射 率差，其中L是FMF的长度，A是真空中光的波长，m是整数。当将应变施加于少模光纤(感测光 纤50)时，第m同相峰的波长随应变(de)导致的FMF (dl)的长度改变而改变。可将波长改变表 达为：
[015引且
[0160]然后，第m同相峰的波长和由于应变引起的光纤长度改变之间的关系为：
(14)
[0162] 其中Ao是当没有应变施加于FMF时第m同相峰的波长，且A L是由于应变引起的FMF 长度改变。
[0163] 如果Be AL/L?1，则等式（14)变为
(15)
[0165]然后可通过下式获得累浦和探针之间的波长差的应变系数KaE:
峭
[0167] 其中neff,P是累浦模的有效折射率，且A A日和A neff,日分别是当没有应变施加于光纤 时累浦模和探针模之间(或LPOl和LPll模之间）的波长差和有效折射率差。
[0168] 可将第m同相峰随溫度变化的波长变化写为：
[0169] d入二入BtcIT (17)
[0170] 且
(Pu
[0172]然后，第m同相峰的波长与溫度变化之间的关系是：
[017引义二义口場
[0174]其中Ao是在最初溫度To下，第m同相峰的波长。
[01 巧]如