被地震学界视为研究地球系统的变革性工具 -- 分布式声学传感 (DAS)-深圳明圣电气有限公司

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分布式声学传感 (DAS) 是一种测量技术，它使用光缆作为传感器，当激光脉冲发送到光缆中时，由于自然发生的不均匀性，会发生瑞利散射。环境中的声波或振动会引起光纤中散射光的相位变化，进而影响散射光的强度和频率。通过分析这些变化，可以沿着光纤的声学或振动信息进行实时监测。例如：当地震到达光缆时，光缆会被地震波拉伸和压缩，即光缆应变。

DAS 测量原理示意图。

DAS实际应用数据

地震 DAS 数据

图：距离光缆位置约 150 公里的 Mw 6.0 事件记录。两条 DAS 光缆从位于美国加利福尼亚州老马莫斯镇处开始延伸。DAS 光缆各长 50 公里，采样率为 200Hz。在图中，您可以清楚地看到 P 波和 S 波的到达。根据 Li 等人（2023 年）调整。

无需部署地震检波器，即可获得令人惊叹的波长详细图片！接下来是墨西哥的地震，距离斯坦福的光缆传感器很远。

图： 2017 年 9 月 8 日，斯坦福大学地震光纤观测站记录了墨西哥中部发生的 8.2 级地震。这里还可以看到清晰的 P 波和 S 波到达。值得注意的是，通道之间没有明显的移动。这是由于光缆配置（3 英里长的 8 字形）以及光缆与震中之间的距离较大（超过 2000 公里）。（图片来源：Siyuan Yuan）

DAS如何知道地震位置的呢

当地震波到达光缆处时，地震能量在穿过光缆时会使电缆变形，会导致背向散射光发生变化。DAS数据处理中心处理完数据后，我们可以对比返回的光波与光缆变形前的光波的相移。使用有关波的信息（例如振幅、频率和到达时间）来查看光缆中发生应变的位置，并将其转化为地震波的测量值。然后，使用光缆沿线多个区域（或多条光缆）随时间变化的数据，则可以确定地震的位置。

图片来源：Davie Loria/EarthScope

DAS 接收到的信号形式各异，我们可以根据频率、持续时间和其他特征判断信号。例如，对于海底光缆，蓝鲸叫声的频率为 10 – 40 赫兹，持续时间约为 10 – 30 秒，而地震波的频率范围要广得多，并且遵循不同的模式。DAS 可以探测到很多东西，包括钻井活动、船舶或海洋生物，以及地震活动、山体滑坡，甚至冰川运动等。