科學家運用塑膠光纖提升高解析度分散式溫度感測技術

科學家們開發出一種全新方法，能夠顯著提升運用塑膠光纖（POFs）進行分散式溫度感測的空間解析度。他們的研究成果成功實現了短距離內溫度變化的精準檢測，理論空間解析度達到了約4.8公分。該研究成果已發表於《光纖技術》期刊。

橫濱國立大學的水野洋介教授表示：「我們的研究突破了分散式光纖感測中關鍵的空間解析度限制。透過最佳化調製幅度和光纖長度，我們為高解析度溫度感測開闢了新的可能性，這在結構健康監測和工業過程控制等領域可能具有重要應用。」

基於布里淵散射的分散式光纖感測器被廣泛用於測量光纖沿線的應變和溫度變化。然而，傳統上要實現高空間解析度一直受到雜訊幹擾和感測光纖物理特性的限制。該團隊的新方法採用了全氟梯度折射率塑膠光纖，這種光纖具有獨特的特性，包括高溫度靈敏度和低應變靈敏度，使其成為精確溫度測量的理想選擇。

研究人員發現，相對於測量範圍縮短光纖長度，可以抑制雜訊並增加調製幅度，從而提高空間解析度。這種方法使他們能夠高精度地檢測到7.0公分的冷卻區段，展示了在實際應用中監測區域性溫度變化的潛力。

該團隊的研究成果為分散式感測技術的進步開闢了新的可能性。未來的研究將探索在保持高空間解析度的同時增加感測長度，以及將該技術應用於測量壓力和濕度等其他物理引數。研究人員還旨在最佳化該系統，使其能夠在基礎設施監測和工業診斷等關鍵應用中得到實際應用。

水野教授表示：「這一突破代表了光纖感測技術的重大進步。我們很高興能夠繼續完善這一方法，並探索其解決實際問題的潛力。」

該研究團隊成員包括橫濱國立大學工程學院的越智聖雅和水野洋介，以及芝浦工業大學理工學研究科的菊池慧太、鶴貝修鬥和李熙英。