无源偏振光纤传感
光频域反射仪 (OFDR) 光纤传感被认为对许多领域的实时、同步、多点监测非常有益。干涉式光纤传感方法的一个关键弱点是它们容易受到来自外部影响的误差的影响,这些外部影响会在偏振激光中引入双折射。目前,可以通过主动偏振控制来缓解这种情况,但硬件成本很高,并且需要更多的组件,随着传感器数量的增加,这些组件的数量和成本都会增加。
OFDR 传感光纤沿其长度具有许多传感点,并且可以配置为同时测量许多事物,例如分布应变、温度和化学存在。非偏振 OFDR 在连接、组件、弯曲处,尤其是在恶劣环境因素会物理影响光纤晶体结构的传感光纤位置处,会出现激光极性失真。
开发了一种新的无源偏振光纤传感系统,无论传感能力如何,它都可以提供与有源偏振系统相同的结果,而增加的硬件费用最少。该技术结合了光学算法和市售组件,能够识别各种偏振状态(双折射),并通过创建一个 100% 偏振多样化的传感系统来过滤这种失真效应的数据。结果是消除了由于光纤系统中的偏振效应引起的测量误差。此外,由于该技术可以准确地跟踪沿一串传感器的偏振变化,因此它可能被证明可用于新型传感器类型的应用,例如沿传感光纤的压力、扭曲和弯曲。
这种方法使用商用 3 轴偏振滤波装置将信号分成三个 60 度偏振。从传感光纤返回的光被分成三等分,每三分之一的返回光在进行光电转换和放大之前都经过线性过滤。三个分路器输出上的线性滤波器相对于从分路器出来的光纤的横截面位于 0°、60° 和 120°。对来自三个信号的信息进行处理,以全面了解整个传感器长度的双折射效应。
这种技术提供了与有源偏振控制相同的优势,而对传统 OFDR 系统中的现有硬件几乎没有改变。用于实现新方法的硬件比实现有源偏振控制的 OFDR 系统更便宜,因为更便宜的无源非偏振组件可以实现相同的结果。
NASA 正在积极寻求被许可方将这项技术商业化。请通过以下方式联系 NASA 的许可礼宾部 此电子邮件地址已受到防止垃圾邮件机器人的保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它。或致电 202-358-7432 与我们联系以发起许可讨论。在此处点击此链接 了解更多信息。
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