2020年11月，NATURE子刊《NATURE COMMUNICATIONS》刊发了我校伍剑教授团队洪小斌教授指导的博士研究生孙茜子同砚在漫衍式光纤传感方面的最新研究效果“Genetic-optimised aperiodic code for distributed optical fibre sensors“，伍剑教授团队与瑞士洛桑联邦理工学院的LUC教授团队相助揭晓此论文。
基于光时域反射（OTDR）手艺的漫衍式光纤传感器通过向被测光纤中注入光脉冲，检测反射光信号的幅度或相位，解调出光纤各点感应到的温度、应变等情形参量。传感器的分辨率、检测距离、检测时间等各项性能都与检测到的信号的信噪比相关，为了提高检测信号的信噪比，通常接纳通讯中的编码理论，向光纤中注入编码后的光脉冲，检测反射光信号的幅度或相位后通过算法解码提取出单脉冲的系统响应，同时获得编码zeng益。然而，传统的编解码要领中编码息争码必须接纳相同的二进制码，恢复单脉冲响应必须接纳矩阵形式，阵列中的每一行作为一ci丈量，阵列中的所有编码发完才气举行解码获得单脉冲响应，这种传统编解码要领对矩阵巨细有严酷要求，系统设计重大，限制了其在漫衍式传感系统中的应用。
图1编解码事情原理
鉴于此，伍剑教授团队洪小斌教授、孙茜子博士和结业于gai团队在瑞士洛桑理工学院从事博士后研究事情的杨智生博士提出了一种新的编解码要领，如图1，注入一组由遗传算法优化、切合最大去噪尺度的二进制编码脉冲，通过算法解码即可获得单脉冲响应。此手艺只需要在传统传感系统中添加一个软件法式即可实现，不需要调整传感器结构或添加特另外器件，战胜了传统编解码手艺的码长受限、噪声恶化、丈量时间zeng加、价钱昂贵等弱点。使用gai手艺，论文基于拉曼散射的拉曼光时域反射(ROTDR)手艺和基于布里渊散射的布里渊时域剖析系统(BOTDA)手艺验证了新型编解手艺的有用性，划分实现了10千米光纤长度的实时温度检测（如图2）、100千米光纤长度下接纳723比特编码实现了比单脉冲方案8.5倍的性能提升。研究组使用gai论文提出的理论进一步实现了温度分辨率1°C、距离分辨率4m、180公里的快速漫衍式布里渊传感系统，并由泰尔实验室检考试证，如图3。
gai效果将促进漫衍式光纤传感系统工业化历程，服务于防灾、市政管道监控和油气管道监控等领域。gai研究获得了国家自然科学基金（61875018）和国家重点研发妄想（(2017YFB0405500）的支持。
