基于偏振分集技术的分布式光纤声波传感系统

发布时间：2020-12-19 13:59

　　分布式光纤声波传感(DAS)系统中的单模光纤存在双折射现象,导致光纤输出的光偏振态发生变化,与参考光偏振状态不匹配从而产生偏振衰落现象。设计了一套基于偏振分集技术的DAS系统,将瑞利散射光分别与2种状态的偏振参考光相干后进行光/电转换和数据采集,消除了偏振衰落现象的产生,从而减少DAS系统的漏、误报率,大幅提升了系统的实用性。实验结果表明:在DAS系统中,采用偏振分集技术可以完全消除光纤沿线由于偏振衰落造成的系统误判,提高DAS系统报警准确度。 

【文章来源】：光通信技术. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

基于偏振分集技术的DAS系统原理图

为了验证偏振分集后的效果，本文使用模态激振器、功率放大器和信号发生器进行实验，实验环境搭建如图2所示。将一段光纤用扎带固定在模态激振器上，信号发生器为模态激振器提供正弦波振动信号，其输出频率即为模态激振器的振动频率，信号幅度即为模态激振器的振动强度。图3(a）和图3(b）分别是同一时间下采集的多组P光和S光原始波形图（图中多种颜色曲线表示多组波形）。可以看出，瑞利散射光和参考光相干后，信号幅值在同一偏振状态下，基本呈现出相似的空间变化，但不同偏振状态下曲线相差较大。另外，从图3中可以看到明显的偏振衰落现象，并且不同偏振状态下发生偏振衰落的位置不一致。图3(a）中，2475 m处偏振衰落很明显，幅度接近于0，但在2540 m处则没有发生偏振衰落；图3(b）中，2475 m处没有发生偏振衰落，信号幅值较大，但在2540 m处偏振衰落很明显。

本文通过2路信号联合处理，选取强度较大的信号可以极大降低偏振衰落的机率，减少系统的漏、误报现象。图4是系统在无外界扰动状态下数据处理后得到的相位变化标准差图。图4(a）和图4(b）中由于信号强度较低，相位变化标准差经处理后会发生一些尖峰，导致误报警；图4(c）的相位噪声水平明显小于图4(a）和图4(b），而且信号变化平稳，没有出现如图4(a）和图4(b）中的尖峰，因此可以避免产生误报信号。图5 振动信号图

【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式光纤声波传感技术研究进展[J]. 蔡海文,叶青,王照勇,卢斌,曹玉龙.  应用科学学报. 2018(01)



本文编号：2926023