白光干涉偏振模耦合分布式光纤传感器分析

分布式光纤传感器能够测量沿光纤长度上连续分布的外界量。用保偏光纤作为传感光纤的分布式光纤传感器 ,被测外界量引起保偏光纤中传播的两正交偏振模的相互耦合。用迈克尔逊干涉仪两臂光程差来补偿两个偏振模的光程差的方法探测传感信号。为了设计白光干涉偏振模耦合分布式传感器 ,根据统计光学原理分析了传感器的互相干特性。在此基础上分析了传感器的空间分辨力、光纤耦合点分辨力、最大传感光纤长度。波长1310nm、谱宽 36nm的超辐射发光二极管 (SLD)作光源 ,用色散参量为 6 0 0 ps/km ,拍长 3mm的保偏光纤的分布传感器空间分辨力和光纤耦合点分辨力分别为 6cm和 3mm。

偏振模耦合分布式光纤传感器的数值色散补偿

从理论和实验两个方面分析并验证了白光偏振耦合分布式保偏光纤传感器探测灵敏度与光纤双折射色散的关系。提出了一种色散补偿耦合强度的计算方法。该方法在忽略光传输中微弱损耗情况下,利用耦合点干涉包络面积在存在双折射色散情况下仍然保持不变这一特性,通过对干涉包络进行希尔伯特(Hilbert)包络提取和最小二乘非线性拟合得到干涉包络的面积,从而获得经过色散补偿后的偏振耦合强度值。实验结果表明,该色散补偿算法具有很高的准确性,尤其对短光纤,绝对偏差小于0.63 dB。

偏振模耦合分布式光纤传感器空间分辨率研究

分析了偏振模耦合原理的分布式光纤传感器的自相干与互相干光 ;实验测量的干涉光证明了理论分析是正确的 ;利用偏振模耦合原理传感与白光干涉检测的分布式光纤传感器的空间分辨率是由光纤偏振色散系数与光源的谱宽决定的 ;由实验测量的偏振模耦合分布式光纤传感器的空间分辨率为 6cm .

分布式光纤传感器中检偏镜对轴角度分析

白光干涉分布式光纤传感器中检偏镜的对轴角度会影响干涉信号的强度,当待测量强度很弱时,为了增大待测量对应的干涉信号强度,需要确定检偏镜的最优对轴角度。从宽谱光干涉理论出发,推导出干涉信号的强度与检偏镜对轴角度间的具体关系,并由此得到:当检偏镜的对轴角度为45度时,干涉信号的强度达到最大。通过实验进一步验证了该结论的正确性。

分布式保偏光纤偏振耦合应力传感系统的实现

基于保偏光纤(PMF)偏振耦合原理设计了分布式保偏光纤应力传感系统。对一长为1050 m的保偏光纤进行了实验,确定了系统的测量灵敏度和空间分辨率。测试了耦合强度与应力大小的关系及温度对系统的影响。实验结果表明,该传感系统能检测大于1000 m的保偏光纤,测量灵敏度和空间分辨率随光纤长度的增加而逐渐衰减,温度低于100℃时,其波动对测量影响很小。从理论上分析了保偏光纤双折射色散对系统的影响。通过旋转半波片调节检偏器检偏角提高了系统测量灵敏度,通过优化检偏角,系统测量灵敏度为85 dB,最大空间分辨率为98 mm。

白光干涉分布式光纤压力传感器实验研究

基于偏振模耦合原理的分布式光纤压力传感器具有高的空间分辨力。叙述了这种分布式光纤压力传感器的工作原理、测量系统及其实验结果。实验结果表明,互相干光强信号与光纤所受压力成线性正比关系;多点受力时,测量点与其他受力点之间的距离和压力大小(测量点除外)都会对测量点的精度和线性度产生影响,但其影响很弱,不足以对测量点的压力测量结果产生明显影响。

光纤激光器研究和进展

论述了光纤激光器的基本原理和特点 ,分析了各种单波长和多波长光纤激光器的结构和实现方法 ,以及各种光纤激光器的优缺点 。

分布式光纤传感器的原理及发展

从光时域反射仪(OTDR)的原理入手,介绍了分布式光纤传感器的当前进展及发展趋势,主要包括基于瑞丽后向散射的传感器,基于布里渊散射的分布式光纤传感器,基于拉曼后向散射的温度传感器,以及偏振模耦合分布式光纤传感器。对其特点及存在的问题进行了比较,并指出了未来发展方向。

采用双折射光纤设计分布式应力传感器

采用扫描式迈克尔逊白光干涉仪对应力场引起的高双折射保偏光纤(PMF)内部的分布式偏振模式耦合进行定量测试和理论分析。由偏振模耦合的强度计算应力的大小,通过由双折射引起的2个正交的偏振模的光程差计算应力的位置。提出了分布式光纤应力传感器的结构设计。该传感器可实现1km的测量范围,对应力作用点的空间位置测试精度可达到mm量级,对偏振模耦合强度测试可达到-80dB的灵敏度。