题目：保偏光纤布里渊散射特性及应用研究

光纤布里渊散射作为一种重要的非线性效应，在光电子学领域有着重要的应用。基于布里渊散射的分布式传感技术能够同时实现多个物理量的分布式检测，大大降低了单位信息的获取成本，具有极高的学术价值和市场前景。本文主要通过对保偏光纤布里渊散射进行理论分析和数学建模，对其特性进行了数值仿真分析和实验研究，从而为分布式传感系统的设计和关键参数选定提供了理论和实验基础。本文的研究成果和创新点主要包括：1、论述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术的各种方案及国内外的发展状况，分析了各种方案的优缺点及应用背景。对光纤的布里渊散射机理，布里渊散射的温度、应变特性进行了详细的理论推导和分析，重点分析了BOTDR技术的分布式测量原理及影响空间分辨率的主要因素。2、针对特殊的应用背景，完成了分布式传感系统的设计，包括系统整体结构的设计，检测方案的设计，解调方案的设计及信号处理方案的设计，并分析了系统的整体工作流程和部分关键参数。3、对保偏光纤布里渊散射进行了数学建模，针对边值问题的微分方程，提出了利用打靶法进行数值计算的方法，并仿真分析了单模光纤和保偏光纤中的布里渊散射特性，针对5KM的传感光纤，提出了一种更为精确的布里渊散射阈值功率数学模型，并仿真分析了布里渊散射阈值功率与光纤长度的关系。4、搭建了布里渊散射特性研究的实验平台，并利用该平台进行了大量的实验，为分布式传感系统和其它基于布里渊散射的应用技术提供了实验支持。