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基于马赫-曾德尔原理光纤传感器偏振态的研究

来源:红外与激光工程  作者: 欧阳甸 周劲峰

  0 引 言

  随着油气管道、水利电力的地下管道以及各种市政工程和工业管网的不断扩建,由于旧管道因腐蚀或其他原因的损坏,爆裂、泄漏事故日益增多,这不仅造成了经济上的巨大损失,污染了环境,还给人民的日常生活带来了极大的不便。利用分布式光纤传感系统进行油气管道的检测,具有测量准确度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、可实现远距离分布式传感且有体积小、易于安装埋设等优点,具有广阔的应用前景。

  基于马赫-曾德尔原理的光纤传感器以光的干涉为基础,光的干涉需要参与干涉的光的偏振方向一致。笔者选用单模光纤作为光的传输介质,从偏振的角度看,理想情况下,单模光纤中可以传输两个相互垂直的模式,它们具有相同的传播常数,彼此简并,可以看成一个单一的偏振电矢量。但是实际的光纤多

  少会有一些不完善,例如纤芯的椭圆度、内部残余应力以及光纤在成缆、施工过程中会受到一些随机外力和强磁场强电场甚至温度的变化,这些都会引起单模光纤的双折射,导致偏振态不稳定,从而使用于检测观察的干涉条纹可见度下降,即所谓的“偏振诱导信号衰落”。尤其是在文中研究的长距离分布式光纤检测系统中,光纤本身及外部条件所引起的偏振态不稳定度更大,因此需要深入研究该传感系统的偏振态,并寻找解决的方案。

  1 马赫-曾德尔光纤干涉仪的基本原理

  马赫-曾德尔光纤干涉仪的基本原理如图1 所示[1],其中包括1 个DFB 激光器,2 个光电探测器D1 和D2,4 个分光比为1:1 的耦合器C1、C2、C3、C4。

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标签: 传感器 责任编辑:admin  时间:2021-02-25  点击:

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