研究人員將光纖網(wǎng)絡(luò)改造為地震傳感器

  ICC訊 近期，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）和瑞士聯(lián)邦計(jì)量研究所（Metas）的研究人員聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種可用于預(yù)測(cè)地震和海嘯的光纖網(wǎng)絡(luò)。

  蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院近期宣布，該方法具有很高的成本效益，可以精確測(cè)量海底地震，甚至可用在因缺乏資金無(wú)法建立足夠密集的地震測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家。

  根據(jù)蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的介紹，他們對(duì)光纖電纜使用了有源相位噪聲消除（PNC）技術(shù)。其與耳機(jī)降噪的原理非常相似。MEMS麥克風(fēng)接收外部噪聲，并利用揚(yáng)聲器幾乎實(shí)時(shí)地輸入相位相反的消噪信號(hào)，這樣人耳就聽(tīng)不到外部的噪聲了。

  以傳輸光信號(hào)的光纖為例，“噪聲”是由地球表面運(yùn)動(dòng)引發(fā)的光纖輕微變形而引起的。這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致了光彈性效應(yīng)，其導(dǎo)致光纖中的光速略有波動(dòng)。這使光信號(hào)的頻率發(fā)生了微小的變化，現(xiàn)在可由有源相位噪聲消除技術(shù)進(jìn)行校正。

  研究人員可以從有源相位噪聲消除技術(shù)的數(shù)據(jù)中讀取地震信息。據(jù)蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院介紹，該方法下只需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)即可，不需要任何額外的設(shè)備或昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施。

  在一次3.9級(jí)地震中，研究人員在巴塞爾和伯爾尼之間的123公里長(zhǎng)的光纖電纜上測(cè)試了該技術(shù)，他們?cè)敿?xì)記錄了每一波地震，相關(guān)數(shù)據(jù)可以從Scientific Reports期刊查閱。該地震模型的測(cè)量結(jié)果幾乎與瑞士地震學(xué)服務(wù)中心（Swiss Seismological Service）的測(cè)量結(jié)果完全一致。

  根據(jù)蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的介紹，該一致性表明有源相位噪聲消除技術(shù)提供的數(shù)據(jù)可以用于確定地震的位置、深度和強(qiáng)度，準(zhǔn)確性很高。