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公开(公告)号：CN120063145A
公开(公告)日：2025-05-30
申请号：CN202510091301.8
申请日：2025-01-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01B11/16 , G06N3/0499 , G06N3/0464 , G06N3/044
Abstract: 本发明公开了一种基于机器学习的OFDR大应变快速测量方法，属于光纤传感领域，该方法利用基于OFDR的光纤传感技术获取时域信号序列，进行并行FFT计算获得频域信号，进行串并转换后，通过IFFT获得各传感段波长域信号，且并行解调所有传感段的应变值，加快解调速度；其中，解调包括：首先将完整光谱作为第一机器学习模型的输入，计算分辨率较低的粗解调应变值，然后根据粗解调应变值截取局部光谱，并将该局部谱作为第二机器学习模型输入，计算分辨率较高的细解调应变值，最后将上述两个应变值求和得出最终应变值输出。整体而言，该方法大幅降低了计算的数据量，有效提升了应变解调速度，并且适用于大应变场景下的应变解调，不会劣化应变精度。
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公开(公告)号：CN112147738B
公开(公告)日：2021-07-02
申请号：CN202011117066.0
申请日：2020-10-19
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种可抑制受激布里渊散射效应的高拉曼增益光纤及制备方法，其中，光纤包括纤芯、包层、涂覆层。纤芯半径为1μm～4μm，纤芯相对折射率差为0.9％～3％。纤芯外的包层从内到外依次为：下陷内包层、外包层。厚度分别为1μm～20μm和38.5μm～60.5μm，下陷内包层相对折射率差为‑1.6％～‑0.02％。包层外的涂覆层从内到外依次为：内涂覆层和外涂覆层，厚度分别为25μm～45μm和30μm～50μm。本发明提供的光纤具有高拉曼增益系数和较高的布里渊阈值，通过在光纤纤芯和包层中引入不同掺杂可获得声光场的共同激励，在减小有效模面积，提高拉曼增益系数的同时，还将声场扩散至内包层中导通，降低了声光模耦合效率，有效地抑制了光纤中的受激布里渊散射效应。
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公开(公告)号：CN115808190A
公开(公告)日：2023-03-17
申请号：CN202211485362.5
申请日：2022-11-24
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于全相位FFT的OFDR空间分辨率提升方法及系统，该方法利用基于OFDR的光纤传感技术获取时域信号序列，采用基于全相位FFT的数据预处理算法得到频域信号序列，对其进行解调，得到待测环境参量沿光纤长度方向的分布曲线。其中，基于全相位FFT的数据预处理算法将时域信号周期延拓后，利用窗函数进行所有可能情况的截断，进而对所有截断情况下的信号序列进行FFT后求和平均得到全相位预处理结果。每种截断方式下的频谱泄露经过求和平均之后相互抵消，有效抑制了数据处理过程中频谱泄露现象引起的频谱展宽，提升了基于OFDR的光纤传感技术的空间分辨率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112147738A
公开(公告)日：2020-12-29
申请号：CN202011117066.0
申请日：2020-10-19
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种可抑制受激布里渊散射效应的高拉曼增益光纤及制备方法，其中，光纤包括纤芯、包层、涂覆层。纤芯半径为1μm～4μm，纤芯相对折射率差为0.9％～3％。纤芯外的包层从内到外依次为：下陷内包层、外包层。厚度分别为1μm～20μm和38.5μm～60.5μm，下陷内包层相对折射率差为‑1.6％～‑0.02％。包层外的涂覆层从内到外依次为：内涂覆层和外涂覆层，厚度分别为25μm～45μm和30μm～50μm。本发明提供的光纤具有高拉曼增益系数和较高的布里渊阈值，通过在光纤纤芯和包层中引入不同掺杂可获得声光场的共同激励，在减小有效模面积，提高拉曼增益系数的同时，还将声场扩散至内包层中导通，降低了声光模耦合效率，有效地抑制了光纤中的受激布里渊散射效应。
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公开(公告)号：CN119995723A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510089800.3
申请日：2025-01-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: H04B10/2543 , H04B10/54 , H04B10/58 , H04B10/077 , G06N3/0464 , G06N3/0442 , G06N3/08
Abstract: 本发明公开了一种基于前期监测和机器学习的光纤通信非线性均衡方法，属于光纤通信领域，该方法在对信号进行非线性均衡之前，通过基于机器学习建立的监测模块准确识别信号的非线性损伤程度，从而为非线性补偿模块提供额外的指导信息，进而在补偿模块中的选择合适的补偿模型对信号进行非线性补偿以获得最佳的补偿效果，从而有效提升非线性均衡性能；并且，该方法仅需在较短时间内输出一次监测结果至补偿模块，而不需要连续实时的监测，具有较低的算法复杂度。因此，本发明提出方法能够以较低的算法复杂度代价显著提升算法非线性均衡性能。
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公开(公告)号：CN115808190B
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202211485362.5
申请日：2022-11-24
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于全相位FFT的OFDR空间分辨率提升方法及系统，该方法利用基于OFDR的光纤传感技术获取时域信号序列，采用基于全相位FFT的数据预处理算法得到频域信号序列，对其进行解调，得到待测环境参量沿光纤长度方向的分布曲线。其中，基于全相位FFT的数据预处理算法将时域信号周期延拓后，利用窗函数进行所有可能情况的截断，进而对所有截断情况下的信号序列进行FFT后求和平均得到全相位预处理结果。每种截断方式下的频谱泄露经过求和平均之后相互抵消，有效抑制了数据处理过程中频谱泄露现象引起的频谱展宽，提升了基于OFDR的光纤传感技术的空间分辨率。
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公开(公告)号：CN113283086B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202110587309.5
申请日：2021-05-27
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开一种基于拓展Frenet框架的三维曲线重构方法和系统，属于光纤传感技术领域。包括：获取分布式光纤传感器每个横截面上所有纤芯的应变；以为基矢量，构建拓展Frenet框架；根据获取到的每个横截面上所有纤芯的应变，反演出各横截面的弯曲曲率κ(s)、弯曲方向α(s)和扭转形变ω(s)；将各横截面的弯曲曲率κ(s)沿两个方向正交分解，得到各横截面的两个分量κ1(s)，κ2(s)；将各横截面的κ1(s)、κ2(s)、ω(s)代入到拓展Frenet方程，得到各横截面基矢量表达式；将各横截面的曲线积分，得到各横截面中心点的坐标；以各横截面中心点的坐标作为对应的起点，完成三维曲线重构。本发明通过拓展Frenet框架同时解决曲线重构算法在拐点处失效及光纤横截面旋转现象无法表征的问题。
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公开(公告)号：CN113283086A
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN202110587309.5
申请日：2021-05-27
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开一种基于拓展Frenet框架的三维曲线重构方法和系统，属于光纤传感技术领域。包括：获取分布式光纤传感器每个横截面上所有纤芯的应变；以为基矢量，构建拓展Frenet框架；根据获取到的每个横截面上所有纤芯的应变，反演出各横截面的弯曲曲率κ(s)、弯曲方向α(s)和扭转形变ω(s)；将各横截面的弯曲曲率κ(s)沿两个方向正交分解，得到各横截面的两个分量κ1(s)，κ2(s)；将各横截面的κ1(s)、κ2(s)、ω(s)代入到拓展Frenet方程，得到各横截面基矢量表达式；将各横截面的曲线积分，得到各横截面中心点的坐标；以各横截面中心点的坐标作为对应的起点，完成三维曲线重构。本发明通过拓展Frenet框架同时解决曲线重构算法在拐点处失效及光纤横截面旋转现象无法表征的问题。
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