🌊Was streut Brillouin?

Brillouin Streuung ist eine Art vonUnelastische StreuungDies tritt auf, wenn einfallendes Licht mit dem Übertragungs medium interagiert. Dabei unter scheidet sich die Frequenz des Streulichts von der des einfallenden Lichts. Sie können es sich vorstellen, als würden Sie einen Stein in eine ruhige Wasser oberfläche werfen-die thermische Bewegung mikroskopi scher Partikel in der Faser erzeugt Schallwellen, die wie der „ Stein “wirken und Wellen erzeugen, die sich nach außen ausbreiten. Diese Wellen stellen Änderungen im Brechung index der Faser dar, die mit variierenTemperaturUndDruckWodurch sich die Frequenz des Streulichts verschiebt.

🔍Wie wird es in der Sensing verwendet?

Durch Detektion der Frequenz verschiebung von Brillouin-gestreutem Licht wird die verteilte Erfassung vonTemperaturUndBelastungEntlang der Faser kann erreicht werden. Die gebräuchlich ste Methode verwendetInter fero metrische Detektion, Wo Referenz licht das Testlicht stört. Durch Einstellen der Frequenz des Referenz lichts kann ein vollständiges Brillouin-Spektrum erhalten werden.

🧪Typisches System Setup

Der Artikel enthält ein schematisches Diagramm (Abbildung 2), das ein Glasfaser erfassungs system basierend auf der Brillouin-Streuung zeigt. Das System umfasst typischer weise:

• Eine gepulste Laser quelle

• Frequenz schieber

• Referenz lichtweg

• Kupplungen

• Impuls modulator

• Sensor faser

• Ausgeglichener Detektor

• Bandpass filter

🛠Anwendungen im Ingenieur wesen

Glasfaser-Sensor auf Brillouin-Basis hat breite Anwendungen in:

• Strukturelle Gesundheits überwachungDer großen Infrastruktur

• Geologische Katastrophen erkennung

• Sicherheits überwachung der Energie wirtschaft

Ein Beispiel ist die Verwendung von BOTDR (Brillouin Optical Time-Domain Reflect ometry) zur Lokal isierung von Fehlern in U-Boot-Kabeln. Während des Einsatzes werden künstliche "Mikrost örungen" (z. B. Heizung) als Bezugspunkte eingeführt. Durch allmähliche Annäherung an diese Punkte wird eine präzise Fehler lokal isierung erreicht.

🧵BOTDA für die Pipeline-Überwachung

BOTDA (Brillouin Optical Time-Domain Analysis) wird für die Sicherheit von Pipelines verwendet. Im Laufe der Zeit führt Korrosion zu einer Ausdünnung der Rohrleitung swand und verändert die Spannungs verteilung. Durch das helische Einwickeln von Sensor fasern um die Pipeline und das Analysieren von Dehnung daten können Ingenieure den Korrosions grad abschätzen.