偏振光時(shí)域反射技術(shù)
1.2 偏振光時(shí)域反射技術(shù)（POTDR）研究
偏振光時(shí)域反射技術(shù)通過檢測(cè)光纖中散射光波偏振態(tài)的變化來(lái)對(duì)光纖的狀態(tài)進(jìn)行傳感。它具有靈敏度高、誤報(bào)率低、可測(cè)量并定位光纖中任意位置處的擾動(dòng)。在防入侵監(jiān)測(cè)、光纜及光電復(fù)合纜線路的保護(hù)監(jiān)控、振動(dòng)監(jiān)測(cè)等方面有重要應(yīng)用。
POTDR示意圖。
1.2.1 基于偏振光時(shí)域反射技術(shù)的新結(jié)構(gòu)、新機(jī)理研究
光纖中光波的偏振態(tài)對(duì)振動(dòng)、溫度、彎曲等作用十分敏感，如圖所示的POTDR傳感系統(tǒng)通過利用檢偏器將光波偏振態(tài)的變化轉(zhuǎn)換為功率的變化，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。但它難以實(shí)現(xiàn)多種事件的分辨和對(duì)同時(shí)存在的多個(gè)事件點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。
本方向研究利用新的傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基于偏振態(tài)的新傳感機(jī)理，實(shí)現(xiàn)偏振敏感的光纖傳感技術(shù)。并同時(shí)研究對(duì)傳感對(duì)象中同時(shí)存在的多個(gè)事件進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別和定位的方法。
圖示為一種與光纖光柵陣列相結(jié)合的POTDR傳感系統(tǒng)。通過利用光纖光柵增強(qiáng)反射信號(hào)光的強(qiáng)度，可有效提高傳感系統(tǒng)的信噪比，使振動(dòng)的測(cè)量更準(zhǔn)確。
與光纖光柵相結(jié)合的POTDR傳感系統(tǒng)
1.2.2 偏振態(tài)對(duì)其它光纖傳感技術(shù)的影響及其它光纖傳感技術(shù)的融合研究
研究同時(shí)利用多種分布式光纖傳感技術(shù)同時(shí)進(jìn)行多參量的全分布式測(cè)量。如圖所示，為POTDR與BOTDR相結(jié)合的全分布式傳感系統(tǒng)，可同時(shí)進(jìn)行應(yīng)變和振動(dòng)的分布式測(cè)量。
可同時(shí)進(jìn)行應(yīng)變和振動(dòng)測(cè)量的全分布式傳感系統(tǒng)示意圖
左圖為測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)的頻譜，右圖為測(cè)得的布里淵信號(hào)的頻譜。
F. Wang, X. Zhang, X. Wang, and H. Chen, Opt. Lett. 38, 2437-2439 (2013).
特別感謝南京大學(xué)光通信工程研究中心提供此方案，謹(jǐn)為學(xué)習(xí)之用。