被动偏振光纤传感:可靠、高性价比的 OFDR 解决方案
光频域反射测量(OFDR)光纤传感已确立为多领域实时、同步、多点监测的高效手段。干涉式光纤传感方法的关键弱点是易受外部影响引入双折射,导致偏振激光光产生误差。目前可用主动偏振控制缓解,但硬件昂贵,且随传感器数量增加,所需组件数量和成本复合上升。
OFDR 感测光纤沿长度有多个感测点,可配置同步测量分布式应变、温度、化学物质等。非偏振 OFDR 在连接点、元件、弯曲处,特别是恶劣环境物理影响光纤晶体结构的感测光纤位置,会遭受激光偏振畸变。
新开发的被动偏振光纤传感系统,以极少的额外硬件开销实现与主动偏振系统同等效果,无论感测容量大小。该技术结合光学算法和商用组件,实现各种偏振态(双折射)识别,并通过创建 100% 偏振分集的感测系统过滤畸变数据。结果消除了光纤系统中偏振效应导致的测量误差。此外,因技术能准确追踪传感器串上的偏振变化,可能适用于压力、扭转、弯曲等新型传感器应用。
此法利用商用 3 轴偏振滤波装置将信号分离为三个 60 度偏振。感测光纤返回光三等分,每份经线性滤波后再光电转换放大。三个分路器输出的线性滤波器相对于分路器输出光纤横截面分别置于 0°、60°、120°。三路信号信息经处理,全面理解整个传感器长度上的双折射效应。
此技术以极少改动传统 OFDR 系统现有硬件,提供与主动偏振控制同等效益。实施新方法的硬件比主动偏振控制 OFDR 系统更便宜,因为更便宜的被动非偏振组件即可达成相同结果。
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