【儀表網 研發快訊】華中科技大學光電信息學院唐明、趙志勇團隊聯合國際研究人員，近日在分布式光纖傳感領域取得重要進展。他們提出的基于數字光頻梳的頻梳相關光譜反射儀技術，成功解決了該領域長期存在的技術瓶頸，相關成果已發表于國際權威期刊《Light: Science & Applications》。
傳統技術的局限
分布式光纖傳感技術如同給大型基礎設施安裝“神經系統”，能持續感知溫度、應變、振動等物理量的變化，廣泛應用于地震監測、橋梁健康診斷、油氣管道安全預警等領域。其中，通過分析瑞利散射光譜頻移來感知外界擾動的技術，因其高精度而備受關注。
然而，現有技術面臨兩難困境：依賴頻率掃描的方案測量速度慢，難以捕捉高頻振動；而基于相位解調的方案雖響應快，卻易受信號失真干擾，在強擾動下可靠性不足。這限制了技術在復雜動態環境中的深入應用。
創新方案的核心突破
研究團隊的核心創新在于引入了數字光頻梳作為并行探測載體。光頻梳擁有多個等間隔的相干頻率線，就像一個“頻率尺子”。團隊利用其多頻并行、穩定相干的特性，實現了對散射光譜的并行采樣。
這一原理性革新帶來了多重優勢：
速度飛躍：徹底摒棄耗時的逐點頻率掃描，使系統有效采樣率不再受探測頻率數量限制，動態響應速度比傳統掃描方案提升了一個數量級以上。
強健可靠：信號解調不依賴相鄰采樣點間的連續性，避免了相位解調中常見的信號纏繞與衰落問題，系統魯棒性顯著增強。
靈活兼容：光頻梳信號由數字生成，具備高度可編輯性，可通過調整參數適應不同場景需求，與現有傳感系統有良好的兼容性。
廣闊的應用前景
該技術實現了高頻率響應、強魯棒性、高精度和大動態范圍的協同優化，為高性能分布式光纖傳感提供了一種全新的范式。
未來，這項技術有望在地震預警、大型建筑與橋梁的結構健康實時監測、電網和油氣管道等能源基礎設施的安全監控等領域發揮關鍵作用，為復雜環境下的長期、可靠監測提供強有力的工具。
團隊簡介
唐明、趙志勇團隊長期致力于“傳輸與感知一體化”智能光網絡、多維復用光纖傳感等前沿方向研究，近年在《Science Advances》、《Light: Science & Applications》等頂級期刊及國際會議上發表了多項重要成果，并在超高速光傳輸領域多次刷新世界紀錄。
這項研究由博士生林忠鴻作為第一作者完成，趙志勇教授和唐明教授為共同通訊作者，標志著我國在高端光纖傳感技術領域的自主創新能力持續提升。
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