• 偏振光时域反射技术

1.2 偏振光时域反射技术(POTDR研究


       偏振光时域反射技术通过检测光纤中散射光波偏振态的变化来对光纤的状态进行传感。它具有灵敏度高、误报率低、可测量并定位光纤中任意位置处的扰动。在防入侵监测、光缆及光电复合缆线路的保护监控、振动监测等方面有重要应用。


POTDR示意图。



1.2.1 基于偏振光时域反射技术的新结构、新机理研究

       光纤中光波的偏振态对振动、温度、弯曲等作用十分敏感,如图所示的POTDR传感系统通过利用检偏器将光波偏振态的变化转换为功率的变化,具有结构简单、响应速度快等优点。但它难以实现多种事件的分辨和对同时存在的多个事件点的准确定位。

       本方向研究利用新的传感系统结构和基于偏振态的新传感机理,实现偏振敏感的光纤传感技术。并同时研究对传感对象中同时存在的多个事件进行准确的识别和定位的方法。

       图示为一种与光纤光栅阵列相结合的POTDR传感系统。通过利用光纤光栅增强反射信号光的强度,可有效提高传感系统的信噪比,使振动的测量更准确。

与光纤光栅相结合的POTDR传感系统


1.2.2 偏振态对其它光纤传感技术的影响及其它光纤传感技术的融合研究

       研究同时利用多种分布式光纤传感技术同时进行多参量的全分布式测量。如图所示,为POTDR与BOTDR相结合的全分布式传感系统,可同时进行应变和振动的分布式测量。

可同时进行应变和振动测量的全分布式传感系统示意图

左图为测得的振动信号的频谱,右图为测得的布里渊信号的频谱。

 F. Wang, X. Zhang, X. Wang, and H. Chen, Opt. Lett. 38, 2437-2439 (2013).