第9章 传光型光纤温度传感器xin
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第九章 光纤温度传感器
9.1 传光型光纤温度传感器——半 导体光纤温度传感器
半导体光纤温度传感器是由一个半导体吸收器、 光纤、光源和包括光探测器的信号处理系统等组成。 其体积小、灵敏度高工作可靠容易操作。且没有杂散 光损耗。 这种传感器的基本原理是利用有些半导体物质 （如GaAs和CdTe）具有极陡的吸收光谱，波长比吸 收端长的光可透过半导体，短的则被吸收。本导体的 能量带隙随温度上升而减小，与能量带隙有关的吸收 波长变长。
如图所示，对于半导体的透射率特性曲线的 过度边沿波长，随温度增加而向长波长方向位移。 当一个辐射光谱峰值波长与相一致的光源发出的 光通过此半导体时，其透射光的温度随温度的增 加而减少。 根据上述原理，可以制成半导体吸收或光纤 温度传感器，其结构如图所示。在两根光纤之间 夹放一块半导体薄片，并嵌入一根细的不锈钢管 之中固定紧。作为传感材料的半导体可以是GaAs 和CdTe。厚度分别取0.5mm和0.2mm，两个端面 经过抛光。
个实用的半导体吸收式光纤温度传感器如图7 所示，它包括上述半导体传感器、信号处理电路以 及两个光源、一个探测器。光源是采用两只不同波 长的发光二极管，一只是AlGaAs发光二极管，波长 为 ，另一只是InGaPAs发光二极管，波长 为 1 .27 m 。他们由脉冲发生器激励而产生两束脉 冲光，并通过一个光耦合器5耦合到输入光纤中。每 个光脉冲宽度为10ms。占空比为3%，光脉冲的时间 间隔为20 ms。两个光脉冲进入探头7后，其中的吸 收元件对 光的吸收随温度而变化，但由于温度传感 头的半导体对 的光不吸收，即 光几乎是全部通过， 故取 光作为测量信号，而 光作为参考信号。另一 方面，采用雪崩光电二极管（APD）作为光探测器。
这种温度传感器的结构如图7-27所示。采用 一个60W的卤素灯炮作为光源，并用一个斩波器 把输入光变成一个频率稳定的光脉冲信号，然后 通过显微镜L把光脉冲导入光纤3送到有热色溶液 的探头4中。光通过热色溶液后再由探头底的镜面 反射回来，被另一根光纤接收，通过光纤耦合器5 把接收到的光信号分成两路，分别经滤光器6 （655nm）和7（800nm）进行选择。前者选取的 655nm的光信号的振幅是受温度调制的测量信号 后者选取的800nm波长的光信号与温度无关，故 作为参考信号 。这两个光信号分别由PIN光电二 极管转换成交流电信号，再经锁相放大，使噪声 通过其中的有源波得到有效抑制，然后经肩膊获 得两个直流信号，最后用一个多通道12位A/D变 换器10把信号接入微型计算机系统11进行数据处 理。
作为敏感元件的晶体，是含有1%铬的硼酸鐠铝铬 （LACB）它对应于上式中的常数值 R 0 .115 s E / k 1023 k ， 它的荧光衰变时间在0℃时是340us，在100℃时 是132us。把这个晶体做成直径约1.5mm圆柱状，并与芯子 直径为600um的PCS光纤粘接起来。用银涂覆这个晶体，目 的在于通过多次反射来放大激励并较好的利用所得到的荧 光。这种传感器在0～70℃的温度范围内，连续测量的偏差 可达0.04℃。
基于背向散射光纤分布式传感器原理
光源 耦合器 探测器 光纤传输通道 被测物理场
L
KR
当脉冲在光纤中传输时，由于光纤中存在折 射率的微观不均匀性，因此会产生瑞利散射。若 入射光经背向散射返回到探测器端所需的时间为， 光脉冲在光纤中传输的路程为2L，则2L=vt，其中： 为光在光纤中的传播速度，v=c/n；为光在真空中 的速度；n为光纤的折射率。在时刻测量的是离光 纤入射端距离为处的背向瑞利散射光。 在空间域，光纤的瑞利背向散射光子数为 N K S v N ex p ( L ) (10-6) 式中：N 为射入光纤的光脉冲所包含的光子数； 为与光纤瑞利散射截面相关的系数；S 为光纤的 背向散射因子；v 为入射激光光子频率； 为光 纤的损耗；L 为被测物理场距光源的长度。可以 表示为
1
1 0 . 88 m
2
2
1
2
9.2 荧光衰变式光纤温度传感器
利用荧光物质所发出的荧光衰变时间随温度变化的特性 可以制成温度传感器。闪烁光照射在掺杂的晶体上，可以 激励出荧光来，荧光的强度衰变到原来的1/e时所需要的时 间 F 和温度的关系可用下式表示
F
1 exp[ E /( kT )] R E R T exp[ E /( kT )]
光纤中后向散射光的频谱分布
激光波长 布里渊 散射光 布里渊 散射光
反斯托克 斯散射光
斯托克斯 散射光
波长
布里渊散射是入射光波场与介质内弹性声波场相 互作用而产生的一种光散射现象。 依据弹性声波场产生的原因，它可分为自发布里 渊散射和受激布里渊散射两种。 自发布里渊散射：介质的宏观弹性振动，其振动 的频率较低。由于介质内的自发热运动所产生的 弹性声波场较弱，对其测量与观察较困难，一般 采用法布里—珀罗干涉仪实现频率的检测。 受激布里渊散射：受激布里渊散射过程中的弹性 声波场是通过电致伸缩效应而发生的。这种相干 声波场与入射激光耦合而产生受激布里渊散射的 相干辐射。如果入射激光足够强，以致于介质内 电致伸缩效应感应产生的声波场和相应的散射光 波场的增益大于它们各自的损耗，则将出现介质 内感应声波场与布里渊散射光波场的受激放大。
由于系统利用测量信号与参考信号的比值来 表示测量结果，从而消除了电源的波动及以光纤 中与温度无关的因素所引起的损耗对测量的影响， 保证系统测量的准确性。 温度探头装置是一根有镜面层的玻璃毛细管， 里面充满了钴盐热色溶液。把两根光纤终端部分 插入溶液后，利用CAF33硅树脂胶来封口，最后整 个探头覆盖一层保护膜，探头的外径最小为1.5mm， 长为10mm。 测量得到的系统响应曲线如图7-28所示。测 量范围在25～50℃之间，测量得精度可达±0.2℃。
式中， R
E
E
RT
k
均为常数;
T
为绝对温度;
根据上述原理，可组成光纤温度传感器，利 用晶体的荧光衰变时间来控制激励光源调制频率。 当温度变化时，荧光衰变时间发生变化，从而改 变了光源调制频率，若测出频率即测出温度。典 型的测量系统的结构如图所示。该系统采用发光 二极管作为光源，光源的光通过透镜2静如一个滤 波器3，把长波部分滤去，然后经过分光镜4和透 镜5注入光纤射向晶体，以便激发荧光。返回的荧 光由分光镜耦合到滤光器7上。滤光器7的作用是 抑制散射激励光。经滤光器后的荧光经透镜8焦光 进入探测器9转换成电信号彩电信号经放大器10， 相移器11和幅度控制器12，最后反馈到调制器控 制LED的发光。频率系统开始工作后，激发光的 强度开始在一个频率上震荡，通过时标计数器13 测量震荡频率。
9.2 分布式光纤温度传感器
典型的分布式光纤温度传感器系统，能在整 个连续的光纤上，以距离的连续函数形式，测量 出光纤上各点的温度值。分布式光纤温度传感器 的工作机理是基于光纤内部光的散射现象的温度 特性，利用光时域反射测试技术，将较高功率窄 带光脉冲送入光纤，然后将返回的散射光强随时 间的变化探测下来。分布式光纤温度传感器基于 背向散射或前向散射机理，其中背向散射具有温 度测量的实际意义。
vS v0 v
反斯托克斯散射光子频率为
va v0 v
虽然反斯托克斯散射光子比斯托克斯散射光子 少得多，但用于测温却非常有效。在典型的分布式 温度测量系统中，可用波长较短的反斯托克斯谱带 获得温度信息，因为反斯托克斯散射比斯托克斯散 射信号具有较高的温度灵敏度。在实际应用中，可 以将温度灵敏度较高的反斯托克斯信号与温度灵敏 度较低的斯托克斯信号的比值作为温度信息，以抑 制光源强度、光注入光纤条件、光纤几何尺寸和结 构等变化的影响。
分布式光纤喇曼背向散射光纤温度传感器
分布式光纤传感器的功能可以理解为：能在整个光 纤长度上以距离的连续函数形式传感出被测参数随 光纤长度的变化。 它主要由激光二极管(LD)、光纤波分复用器、光电 接收与放大组件、信号采集与处理系统等单元组成。 半导体激光器发出一系列光脉冲，经过光纤耦合器 进入光纤，来自被测光纤的部分后向散射光再次经 过耦合器传输到雪崩光电二极管转换为电信号。
4 R R 0 e 0
e
0
0
L
ct 2n
(10-7)
光纤喇曼背向散射及其温度效应
当频率为的激光进入光纤时，在其背向会产生喇 曼散射，即频率不同于入射光的散射光。由于其 分子量很少，所以喇曼散射与瑞利散射相比相当 弱。喇曼散射光子的频率既可向低处移动(斯托克 斯频移)，也可向高处移动（反斯托克斯频移)， 因此喇曼散射在频谱上，是由位于瑞利散射两旁 的、对应的斯托克斯和反斯托克斯谱线组成。在 频城中，喇曼散射光子分为斯托克斯和反斯托克 斯光子。斯托克斯散射光子频率为
分布式光纤温度传感器及其系统
激光二极管 （LD） 双向耦合器 被测场
激光二极管 驱动器
光纤波分复 用器
雪崩光电 二极管
雪崩光电 二极管
放大器
信号采集与 处理系统
放大器
分布式光纤布里渊散射型温度传感器
当光通过光纤介质时，有一部分光会偏离原来的 传播方向而向空间散射，形成3种散射： 第1种是频率与入射光相同的瑞利散射，它是由光 纤折射率的微小变化引起的； 第2种是与入射光频差为几十太赫兹的喇曼散射， 它是由光子与光声子的相互作用而引起的； 第3种是与入射光频差为几十吉赫兹的布里渊散射， 它是由光子与低频声子的相互作用而引起的。
wenku.baidu.com
光时域分析技术(OTDA)
光纤右侧的激光器发出一连续光进入光纤，延迟一 段时间后,位于光纤左侧的激光器发出一光脉冲进入 光纤，这一光脉冲在光纤的传播过程中会不断地与 相向传播的连续光发生作用，且两束光的作用同时 受到外界物理量的调制，通过光纤左侧的光电探测 器检测连续光的强度可获知被测物理量的大小。借 助于光脉冲发出时刻与检测时刻的时间差亦可确定 检测到的光强与空间位置的对应关系，即获得被测 物理量在光纤上的分布情况。
1 T
R E 0 . 320 m s
1
9.3 热色效应光纤温度传感器
许多无机溶液的颜色是随温度变化的，因而溶 液的光吸收谱线也随温度变化，其中钴盐溶液表现 出最强的光吸收作用。利用无机溶液的这种热色特 性，可以制成温度传感器 钴盐溶液的频谱特征是，在波长600nm附近形成 了一个强带，而在500nm附近有一个非常弱的带。 图7-26所示是含有15%水的0.1mol/L（0.1M）异丙基 乙醇中的 溶液，在5～75℃之间的不同温度下，波 长为400～800nm范围内的吸收频谱。从这些频谱中 看出钴盐溶液所具有的强烈的热色效应，这与Co （Ⅱ）离子的存在有着密切的关系，同时这样的热 色特性是完全可逆的，因此，可将溶液制成热色换 能器探头，并分别采用波长为655nm和800nm的光来 作为敏感信号和参考信号。
光时域反射计法
光时域反射（OTDR，Optical time-domain reflectometry）技术最初用于评价光学通信领域中 光纤、光缆和耦合器的性能，是用于检验光纤损耗 特性、光纤故障的手段，同时也是分布式光纤传感 器的基础。当光通过图中所示的测量物理场时，光 能量将以3种方式分配： （1）一部分能量沿着光纤传输通道继续传播； （2）一部分能量在传输过程中被吸收损耗或是散 射至光纤外； （3）一部分能量被耦合至接收通道，被光电探测 器探测。
光纤中的非线性散射效应
从光纤返回的散射光有3种成份： （1）由折射率的波动引起的瑞利散射，与 入射光的频率相同，是强度最高的散射成 分； （2）喇曼散射； （3）布里渊散射。
瑞利散射是造成光纤传输衰减的主要因素， 虽然其背向散射效应较强，但在常规材料的 光纤中它随温度的变化不明显。非顺应性的 喇曼散射与布里渊散射，虽然在强度上远弱 于瑞利散射，但他们都与温度直接相关。从 普通的石英光纤中探测这两种散射，在技术 上已不成问题。
9.1 传光型光纤温度传感器——半 导体光纤温度传感器
半导体光纤温度传感器是由一个半导体吸收器、 光纤、光源和包括光探测器的信号处理系统等组成。 其体积小、灵敏度高工作可靠容易操作。且没有杂散 光损耗。 这种传感器的基本原理是利用有些半导体物质 （如GaAs和CdTe）具有极陡的吸收光谱，波长比吸 收端长的光可透过半导体，短的则被吸收。本导体的 能量带隙随温度上升而减小，与能量带隙有关的吸收 波长变长。
如图所示，对于半导体的透射率特性曲线的 过度边沿波长，随温度增加而向长波长方向位移。 当一个辐射光谱峰值波长与相一致的光源发出的 光通过此半导体时，其透射光的温度随温度的增 加而减少。 根据上述原理，可以制成半导体吸收或光纤 温度传感器，其结构如图所示。在两根光纤之间 夹放一块半导体薄片，并嵌入一根细的不锈钢管 之中固定紧。作为传感材料的半导体可以是GaAs 和CdTe。厚度分别取0.5mm和0.2mm，两个端面 经过抛光。
个实用的半导体吸收式光纤温度传感器如图7 所示，它包括上述半导体传感器、信号处理电路以 及两个光源、一个探测器。光源是采用两只不同波 长的发光二极管，一只是AlGaAs发光二极管，波长 为 ，另一只是InGaPAs发光二极管，波长 为 1 .27 m 。他们由脉冲发生器激励而产生两束脉 冲光，并通过一个光耦合器5耦合到输入光纤中。每 个光脉冲宽度为10ms。占空比为3%，光脉冲的时间 间隔为20 ms。两个光脉冲进入探头7后，其中的吸 收元件对 光的吸收随温度而变化，但由于温度传感 头的半导体对 的光不吸收，即 光几乎是全部通过， 故取 光作为测量信号，而 光作为参考信号。另一 方面，采用雪崩光电二极管（APD）作为光探测器。
这种温度传感器的结构如图7-27所示。采用 一个60W的卤素灯炮作为光源，并用一个斩波器 把输入光变成一个频率稳定的光脉冲信号，然后 通过显微镜L把光脉冲导入光纤3送到有热色溶液 的探头4中。光通过热色溶液后再由探头底的镜面 反射回来，被另一根光纤接收，通过光纤耦合器5 把接收到的光信号分成两路，分别经滤光器6 （655nm）和7（800nm）进行选择。前者选取的 655nm的光信号的振幅是受温度调制的测量信号 后者选取的800nm波长的光信号与温度无关，故 作为参考信号 。这两个光信号分别由PIN光电二 极管转换成交流电信号，再经锁相放大，使噪声 通过其中的有源波得到有效抑制，然后经肩膊获 得两个直流信号，最后用一个多通道12位A/D变 换器10把信号接入微型计算机系统11进行数据处 理。
作为敏感元件的晶体，是含有1%铬的硼酸鐠铝铬 （LACB）它对应于上式中的常数值 R 0 .115 s E / k 1023 k ， 它的荧光衰变时间在0℃时是340us，在100℃时 是132us。把这个晶体做成直径约1.5mm圆柱状，并与芯子 直径为600um的PCS光纤粘接起来。用银涂覆这个晶体，目 的在于通过多次反射来放大激励并较好的利用所得到的荧 光。这种传感器在0～70℃的温度范围内，连续测量的偏差 可达0.04℃。
基于背向散射光纤分布式传感器原理
光源 耦合器 探测器 光纤传输通道 被测物理场
L
KR
当脉冲在光纤中传输时，由于光纤中存在折 射率的微观不均匀性，因此会产生瑞利散射。若 入射光经背向散射返回到探测器端所需的时间为， 光脉冲在光纤中传输的路程为2L，则2L=vt，其中： 为光在光纤中的传播速度，v=c/n；为光在真空中 的速度；n为光纤的折射率。在时刻测量的是离光 纤入射端距离为处的背向瑞利散射光。 在空间域，光纤的瑞利背向散射光子数为 N K S v N ex p ( L ) (10-6) 式中：N 为射入光纤的光脉冲所包含的光子数； 为与光纤瑞利散射截面相关的系数；S 为光纤的 背向散射因子；v 为入射激光光子频率； 为光 纤的损耗；L 为被测物理场距光源的长度。可以 表示为
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1 0 . 88 m
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9.2 荧光衰变式光纤温度传感器
利用荧光物质所发出的荧光衰变时间随温度变化的特性 可以制成温度传感器。闪烁光照射在掺杂的晶体上，可以 激励出荧光来，荧光的强度衰变到原来的1/e时所需要的时 间 F 和温度的关系可用下式表示
F
1 exp[ E /( kT )] R E R T exp[ E /( kT )]
光纤中后向散射光的频谱分布
激光波长 布里渊 散射光 布里渊 散射光
反斯托克 斯散射光
斯托克斯 散射光
波长
布里渊散射是入射光波场与介质内弹性声波场相 互作用而产生的一种光散射现象。 依据弹性声波场产生的原因，它可分为自发布里 渊散射和受激布里渊散射两种。 自发布里渊散射：介质的宏观弹性振动，其振动 的频率较低。由于介质内的自发热运动所产生的 弹性声波场较弱，对其测量与观察较困难，一般 采用法布里—珀罗干涉仪实现频率的检测。 受激布里渊散射：受激布里渊散射过程中的弹性 声波场是通过电致伸缩效应而发生的。这种相干 声波场与入射激光耦合而产生受激布里渊散射的 相干辐射。如果入射激光足够强，以致于介质内 电致伸缩效应感应产生的声波场和相应的散射光 波场的增益大于它们各自的损耗，则将出现介质 内感应声波场与布里渊散射光波场的受激放大。
由于系统利用测量信号与参考信号的比值来 表示测量结果，从而消除了电源的波动及以光纤 中与温度无关的因素所引起的损耗对测量的影响， 保证系统测量的准确性。 温度探头装置是一根有镜面层的玻璃毛细管， 里面充满了钴盐热色溶液。把两根光纤终端部分 插入溶液后，利用CAF33硅树脂胶来封口，最后整 个探头覆盖一层保护膜，探头的外径最小为1.5mm， 长为10mm。 测量得到的系统响应曲线如图7-28所示。测 量范围在25～50℃之间，测量得精度可达±0.2℃。
式中， R
E
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RT
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均为常数;
T
为绝对温度;
根据上述原理，可组成光纤温度传感器，利 用晶体的荧光衰变时间来控制激励光源调制频率。 当温度变化时，荧光衰变时间发生变化，从而改 变了光源调制频率，若测出频率即测出温度。典 型的测量系统的结构如图所示。该系统采用发光 二极管作为光源，光源的光通过透镜2静如一个滤 波器3，把长波部分滤去，然后经过分光镜4和透 镜5注入光纤射向晶体，以便激发荧光。返回的荧 光由分光镜耦合到滤光器7上。滤光器7的作用是 抑制散射激励光。经滤光器后的荧光经透镜8焦光 进入探测器9转换成电信号彩电信号经放大器10， 相移器11和幅度控制器12，最后反馈到调制器控 制LED的发光。频率系统开始工作后，激发光的 强度开始在一个频率上震荡，通过时标计数器13 测量震荡频率。
9.2 分布式光纤温度传感器
典型的分布式光纤温度传感器系统，能在整 个连续的光纤上，以距离的连续函数形式，测量 出光纤上各点的温度值。分布式光纤温度传感器 的工作机理是基于光纤内部光的散射现象的温度 特性，利用光时域反射测试技术，将较高功率窄 带光脉冲送入光纤，然后将返回的散射光强随时 间的变化探测下来。分布式光纤温度传感器基于 背向散射或前向散射机理，其中背向散射具有温 度测量的实际意义。
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反斯托克斯散射光子频率为
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虽然反斯托克斯散射光子比斯托克斯散射光子 少得多，但用于测温却非常有效。在典型的分布式 温度测量系统中，可用波长较短的反斯托克斯谱带 获得温度信息，因为反斯托克斯散射比斯托克斯散 射信号具有较高的温度灵敏度。在实际应用中，可 以将温度灵敏度较高的反斯托克斯信号与温度灵敏 度较低的斯托克斯信号的比值作为温度信息，以抑 制光源强度、光注入光纤条件、光纤几何尺寸和结 构等变化的影响。
分布式光纤喇曼背向散射光纤温度传感器
分布式光纤传感器的功能可以理解为：能在整个光 纤长度上以距离的连续函数形式传感出被测参数随 光纤长度的变化。 它主要由激光二极管(LD)、光纤波分复用器、光电 接收与放大组件、信号采集与处理系统等单元组成。 半导体激光器发出一系列光脉冲，经过光纤耦合器 进入光纤，来自被测光纤的部分后向散射光再次经 过耦合器传输到雪崩光电二极管转换为电信号。
4 R R 0 e 0
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光纤喇曼背向散射及其温度效应
当频率为的激光进入光纤时，在其背向会产生喇 曼散射，即频率不同于入射光的散射光。由于其 分子量很少，所以喇曼散射与瑞利散射相比相当 弱。喇曼散射光子的频率既可向低处移动(斯托克 斯频移)，也可向高处移动（反斯托克斯频移)， 因此喇曼散射在频谱上，是由位于瑞利散射两旁 的、对应的斯托克斯和反斯托克斯谱线组成。在 频城中，喇曼散射光子分为斯托克斯和反斯托克 斯光子。斯托克斯散射光子频率为
分布式光纤温度传感器及其系统
激光二极管 （LD） 双向耦合器 被测场
激光二极管 驱动器
光纤波分复 用器
雪崩光电 二极管
雪崩光电 二极管
放大器
信号采集与 处理系统
放大器
分布式光纤布里渊散射型温度传感器
当光通过光纤介质时，有一部分光会偏离原来的 传播方向而向空间散射，形成3种散射： 第1种是频率与入射光相同的瑞利散射，它是由光 纤折射率的微小变化引起的； 第2种是与入射光频差为几十太赫兹的喇曼散射， 它是由光子与光声子的相互作用而引起的； 第3种是与入射光频差为几十吉赫兹的布里渊散射， 它是由光子与低频声子的相互作用而引起的。
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光时域分析技术(OTDA)
光纤右侧的激光器发出一连续光进入光纤，延迟一 段时间后,位于光纤左侧的激光器发出一光脉冲进入 光纤，这一光脉冲在光纤的传播过程中会不断地与 相向传播的连续光发生作用，且两束光的作用同时 受到外界物理量的调制，通过光纤左侧的光电探测 器检测连续光的强度可获知被测物理量的大小。借 助于光脉冲发出时刻与检测时刻的时间差亦可确定 检测到的光强与空间位置的对应关系，即获得被测 物理量在光纤上的分布情况。
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9.3 热色效应光纤温度传感器
许多无机溶液的颜色是随温度变化的，因而溶 液的光吸收谱线也随温度变化，其中钴盐溶液表现 出最强的光吸收作用。利用无机溶液的这种热色特 性，可以制成温度传感器 钴盐溶液的频谱特征是，在波长600nm附近形成 了一个强带，而在500nm附近有一个非常弱的带。 图7-26所示是含有15%水的0.1mol/L（0.1M）异丙基 乙醇中的 溶液，在5～75℃之间的不同温度下，波 长为400～800nm范围内的吸收频谱。从这些频谱中 看出钴盐溶液所具有的强烈的热色效应，这与Co （Ⅱ）离子的存在有着密切的关系，同时这样的热 色特性是完全可逆的，因此，可将溶液制成热色换 能器探头，并分别采用波长为655nm和800nm的光来 作为敏感信号和参考信号。
光时域反射计法
光时域反射（OTDR，Optical time-domain reflectometry）技术最初用于评价光学通信领域中 光纤、光缆和耦合器的性能，是用于检验光纤损耗 特性、光纤故障的手段，同时也是分布式光纤传感 器的基础。当光通过图中所示的测量物理场时，光 能量将以3种方式分配： （1）一部分能量沿着光纤传输通道继续传播； （2）一部分能量在传输过程中被吸收损耗或是散 射至光纤外； （3）一部分能量被耦合至接收通道，被光电探测 器探测。
光纤中的非线性散射效应
从光纤返回的散射光有3种成份： （1）由折射率的波动引起的瑞利散射，与 入射光的频率相同，是强度最高的散射成 分； （2）喇曼散射； （3）布里渊散射。
瑞利散射是造成光纤传输衰减的主要因素， 虽然其背向散射效应较强，但在常规材料的 光纤中它随温度的变化不明显。非顺应性的 喇曼散射与布里渊散射，虽然在强度上远弱 于瑞利散射，但他们都与温度直接相关。从 普通的石英光纤中探测这两种散射，在技术 上已不成问题。