近日，我校张明江教授团队在光纤传感领域取得重要研究进展，课题组研究成果以“Chaos Raman distributed optical fiber sensing”为题发表在国际光学领域顶级期刊《Light：Science & Application》（影响因子19.4）。该论文的第一署名单位为太原理工大学，团队青年教师李健和张明江教授为论文通讯作者。
光纤传感技术已成为当今世界令人瞩目、发展迅猛的高新技术之一，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱，是当代科学技术发展的一个重要标志。分布式光纤传感技术因可实现光纤沿线任意位置多种物理量的实时监测，成为国内外研究和发展的重点，是国际竞争战略的重要标志性产业技术。我国“十四五”时期，新一代信息技术、深海空天开发、智慧交通强国、智慧城市建设等前沿科技和产业变革领域将被进一步发展壮大，分布式光纤传感技术作为核心传感科技之一，具有无可替代的战略价值和巨大的科学研究价值。
本文提出了一种基于混沌激光的新型拉曼分布式光纤传感技术，利用混沌信号代替传统脉冲激光作为传感信号，然后基于多阶时域差分重构方法重构拉曼反斯托克斯散射信号，最后基于相关压缩解调方法，揭示了拉曼散射温度调制光场空间位置与探测信号的相关特性。本文所提出的方法利用相关定位原理取代了传统光时域反射定位原理，克服了传统方案光源脉宽对传感空间分辨率的物理限制，将传统米量级传感空间分辨率提升至厘米量级。本论文可以激励研究人员充分挖掘拉曼分布式光纤传感技术在光子学及其众多应用和交叉学科等方面的潜力。
该研究工作获得了国家自然科学基金和科技部重点研发计划项目的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-023-01267-3
