一维光学散射体中的瑞利衰落抑制

高相干波在需要相位恢复的应用中十分有利，然而高相干波在穿过随机散射体介质时容易遭遇瑞利衰落现象。作为一个典型例子，相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）利用沿光纤的后向散射光的相干干涉来实现超高灵敏度声学传感，但发生衰落的传感位置将无法工作。除传感领域外，衰落也普遍存在于光学成像与无线电信中，因此具有重要意义。本文从理论上描述并通过实验验证了如何利用任意数量的独立探测通道抑制一维光学散射体中的衰落现象。我们首先从理论上解释了衰落为何会在Φ-OTDR的解调相位中引起严重噪声；随后为消除衰落而研究了非相干散射光波的M阶求和；最后解析推导并通过实验验证了恢复相位信噪比及其波动的增益。本工作为一维光学散射体中的衰落消除提供了指导，并为光学成像与无线电信提供了见解。