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光纖傳感中的偏振光時域反射(POTDR)技術簡介

發布時間:2022-04-01 16:20:13 瀏覽量:4920 作者:Neil

摘要

POTDR技術是在OTDR技術的基礎上發展起來的。與(yu) OTDR技術不同,它測量的是脈衝(chong) 光在光纖沿線產(chan) 生的瑞利散射光的偏振態沿光纖長度上的變化。由於(yu) 光纖中光波的偏振態對溫度、振動、應變、彎曲、扭轉等的變化非常敏感,所以POTDR技術可用來測量光纖沿線此類事件的變化情況。

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正文


光纖傳(chuan) 感中的偏振光時域反射(POTDR)技術簡介

單模光纖中的偏振態

從(cong) 波動光學的觀點來看,光是電磁波,光矢量與(yu) 光傳(chuan) 播方向垂直,由電場矢量和光場矢量的對比看,光波具有偏振態。其偏振態是用其電場矢量端點的軌跡來描述的。橫向分量大於(yu) 縱向分量,,可將光波近似為(wei) 具有偏振特性的橫波。在垂直於(yu) 光傳(chuan) 播方向的平麵內(nei) ,光矢量可能有不同的振動狀態,這些不同的振動狀態就稱為(wei) 偏振態。常見的偏振態有線、圓、橢圓三種。


光纖中傳(chuan) 輸的光,由於(yu) 光纖中纖芯與(yu) 包層界麵處切向分量連續,法向分量不連續,這種不連續的量造成場不連續,,把這種不連續場的解稱為(wei) 模式。隻能傳(chuan) 輸一種模式的光纖稱為(wei) 單模光纖,光纖的偏振特性就隻存在於(yu) 單模光纖中。單模光纖傳(chuan) 輸沿光纖徑向相互垂直的兩(liang) 個(ge) 模式矢量場。但由於(yu) 物理尺寸的不均勻,使得光纖徑向上相互正交的兩(liang) 個(ge) 矢量場在光纖中有不同的傳(chuan) 播常數,他們(men) 在光纖中傳(chuan) 播時會(hui) 相互耦合,使總的偏振態沿光纖長度不斷變化。光纖出現固有雙折射是因為(wei) 存在內(nei) 部各向異性。而要使光纖中的偏振光傳(chuan) 播時保持穩定的偏振態,則在垂直的軸向上的偏振光相位差應保持恒定。


二、POTDR傳(chuan) 感技術

外部擾動會(hui) 改變光纖的雙折射,進一步改變光纖傳(chuan) 輸矩陣中的矩陣元素,因此光纖外部的擾動會(hui) 最終反映在偏振態上。POTDR用脈衝(chong) 激光器產(chan) 生光脈衝(chong) ,經過起偏器,保證注入光纖的傳(chuan) 感脈衝(chong) 為(wei) 完全偏振光。檢偏器用來使特定偏振態的散射光通過。偏振光耦合進光纖後,光纖受外部環境影響會(hui) 改變其中背向散射光的偏振態,能夠經過檢偏器的光就發生了變化。就可以據此探測光纖的擾動傳(chuan) 感。


從(cong) 国产成人在线观看免费网站上來看,POTDR主要是測量與(yu) 光纖中光波偏振態有關(guan) 的物理量,在電壓測量、持續振動、快速擾動及光纖中偏振模色散測量中有所国产成人在线观看免费网站。利用光纖的二階橫向電光效應,把單模光纖或液體(ti) 芯光纖彎曲成螺旋型,放置在高壓線路附近。電壓會(hui) 引起光纖中光波偏振態的變化。光纖在彎曲成螺旋形時,離線路越遠,螺紋間距越大,高頻率的振動測量,使用POTDR也是不錯的選擇。基於(yu) 頻譜分析的POTDR係統具有靈敏度高,對外界幹擾反應及時、抗噪能力強,可測量頻率高達5kHz的振動。


偏振模色散測量中,主要是解決(jue) 雙折射對高速傳(chuan) 輸的影響。由於(yu) 光纖中存在雙折射,脈衝(chong) 光在光纖中傳(chuan) 播時,其相互垂直的兩(liang) 個(ge) 模式的傳(chuan) 播常數並不相同,因而導致脈衝(chong) 光展寬,產(chan) 生偏振模色散(PMD)。可用POTDR技術測試現有的係統,測試PMD,替換掉PMD較大的部分。


(聲明:本文部分圖表參考自CNKI或SPIE數據庫論文,期刊卷及DOI編號都已在引用部分標出;本国产黄色在线观看可提供分布式光纖傳(chuan) 感係統,配合各種工程實踐研究,價(jia) 格優(you) 惠,性能優(you) 異,如有需要,歡迎采購!)


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