基于偏振態(tài)探測的分布式光纖振動傳感器.pdf

1、分布式光纖傳感技術(shù)作為當前傳感領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向，近些年來得到較大的發(fā)展。此項技術(shù)最大的特點是使得沿布設路徑上的光纖可全部成為敏感元件，能夠精確測量沿光纖上任一點的溫度、振動等信息，實現(xiàn)對故障點或擾動點的定位。偏振光時域反射(polarization optical time domain reflectometry, POTDR)技術(shù)利用光波偏振對振動、溫度等敏感的特性，適合用于微弱振動擾動的遠距離定位探測，可開發(fā)成分布式光纖振動

2、傳感器。
　　本文將POTDR技術(shù)應用于對微弱振動擾動信號的定位探測。文中首先闡述了POTDR傳感技術(shù)的相關(guān)理論，深入研究了后向散射光的兩正交偏振信息及其隨外界振動信號干擾時兩正交偏振模式的相應變化，提出了一種差分探測的POTDR方案，并組建了分布式光纖振動傳感系統(tǒng)，實驗驗證了差分探測POTDR能實現(xiàn)多點同時振動擾動的精確定位。
　　本文主要的研究內(nèi)容如下：
　　1、理論部分闡述POTDR的工作原理，分析偏振態(tài)(SOP

3、)的基本方法，并用計算機仿真計算了光纖中的雙折射效應（包括光纖的本征雙折射和振動引起的感應雙折射）對偏振態(tài)的影響。仿真結(jié)果表明光纖中的雙折射效應使得輸出光的偏振度劣化，驗證了POTDR技術(shù)應用于振動探測的可行性。
　　2、提出了一種基于差分探測POTDR分布式振動傳感方案。文中設計了兩套方案的光路結(jié)構(gòu)，其中一個方案采用偏振光信號與后向散射光信號進行差分探測，另一方案采用同一路信號光在兩個正交方向上的偏振信號的差分探測，測試結(jié)果顯示