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短基线光纤应变仪在云南昭通地震台试验成功

导读: 在国家“863”计划、中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室培育性研究项目的支持下,中国科学院半导体研究所、中国地震局地球物理研究所、中国地震局第二监测中心联合研制的短基线光纤应变仪在云南昭通防震减灾局巧家老店地震观测站试验成功。

  在国家“863”计划、中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室培育性研究项目的支持下,中国科学院半导体研究所、中国地震局地球物理研究所、中国地震局第二监测中心联合研制的短基线光纤应变仪在云南昭通防震减灾局巧家老店地震观测站试验成功。

  形变观测是地震前兆观测的重要手段,而形变观测仪器的性能直接决定了地震前兆观测资料的质量。传统的胴体长基线形变仪对安装环境要求高、工程造价高。所采用的电容式位移传感器动态范围小、安装条件苛刻、长时间观测存在零漂,需要校准。形变观测对新型观测仪器的要求十分迫切。

  最近几年,日本、美国相继开展了光纤地震观测仪器的研究。光纤地震观测仪器具有灵敏度高、抗电磁干扰性强、深井观测耐高温高压、无零漂等优点,有望为地震前兆观测提供一种全新的技术手段。

  中科院半导体所联合了中国地震局地球物理研究所、第二监测中心,针对地震前兆观测的需求,在对国外技术方案进行深入分析和详细论证的基础上,在国际上首次提出了采用光纤边带调制和相移光栅的系统方案。相比于国外已有的技术方案,该方案进一步突破了系统分辨率和动态范围的限制。经过刻苦攻关,先后突破了光纤形变仪封装技术、高精度解调技术等一系列关键技术,研究成果系统地发表于Optics Letters、IEEE Photonics Letters、Journal of Lightwave Technology等国际期刊,累计获得发明专利授权6项。

  2015年4月至6月,半导体所张文涛等会同中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室相关人员在云南省昭通防震减灾局的协助和配合下,于昭通市巧家地震观测站完成安装了试验。光纤形变仪传感器长度1.5m,分辨率优于10-9,可清晰记录固体潮信息及地震信号。此项研究标志着国内光纤形变仪已从实验室研发走向工程应用。

  
  短基线光纤形变仪记录到的固体潮

  光纤仪器记录到的巧家M2.2级(据中国地震台网数据)地震

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