Research progress of photon counting optical time domain reflectometry based on single photon detection

LIU Xu; LIU Bo; RAO Yunjiang

doi:10.37188/OPE.20233102.0168

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Research progress of photon counting optical time domain reflectometry based on single photon detection

Modern Applied Optics | 更新时间：2023-02-08

- Research progress of photon counting optical time domain reflectometry based on single photon detection
- Optics and Precision Engineering Vol. 31, Issue 2, Pages: 168-182(2023)
- 作者机构：
  
  1.之江实验室智能感知研究院光纤传感研究中心，浙江杭州 311100
  2.电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室，四川成都 611731
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20233102.0168
  CLC： TN29
- Received：07 December 2021，
  
  Revised：24 January 2022，
  
  Published：25 January 2023
- 稿件说明：
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刘旭,刘波,饶云江.基于单光子探测的光子计数光时域反射仪研究进展[J].光学精密工程,2023,31(02):168-182.

LIU Xu,LIU Bo,RAO Yunjiang.Research progress of photon counting optical time domain reflectometry based on single photon detection[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(02):168-182.
刘旭,刘波,饶云江.基于单光子探测的光子计数光时域反射仪研究进展[J].光学精密工程,2023,31(02):168-182. DOI： 10.37188/OPE.20233102.0168.

LIU Xu,LIU Bo,RAO Yunjiang.Research progress of photon counting optical time domain reflectometry based on single photon detection[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(02):168-182. DOI： 10.37188/OPE.20233102.0168.

摘要

基于光时域反射技术（Optical Time Domain Reflectometry， OTDR）的光纤分布式传感器可以实现对整个传感光纤空间可分辨的分布式测量，相比点式传感器具有极大的技术及应用成本优势。而传统的基于模拟探测的OTDR光纤分布式传感器在空间分辨率及动态范围上存在性能瓶颈。基于单光子探测的光子计数OTDR光纤分布式传感系统通过数字化的探测和记录方式，可以突破传统OTDR系统的性能极限。本文对光子计数OTDR系统技术及发展进行了综述，旨在通过本文的综述，明确基于单光子探测的光子计数OTDR系统的优势及限制，以及该技术的未来发展趋势，促进基于OTDR技术的光纤分布式传感器的进一步发展。

Abstract

Distributed optical fiber sensors based on optical time domain reflectometry （OTDR） perform characterization through spatially resolved measurements along a single continuous strand of optical fiber， which has major advantages on the technology and application costs compared with conventional point-type sensors. The conventional OTDR based on analog detection suffers performance limitations on the important parameters of spatial resolution and dynamic range of the system. In contrast， photon-counting OTDR by single photon detection can overcome these performance limitations through digital detection and recoding. This review focuses on the technologies employed and developments in photon-counting OTDR， aims to clarify the advantages and limitations of photon-counting OTDR， explores the future development trends， and promotes the further development of distributed optical fiber sensors based on OTDR.

关键词

Keywords

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