偏振态调制的偏振无关的干涉型光纤传感器

针对低双折射光纤双束干涉型传感器两壁偏振态随机变化引起的信号衰落,提出了一种新型干涉型光纤传感器的消偏振衰落方案。通过在光纤干涉仪的任何一臂加对光波偏振态适当的高频调制,在输出端高频滤波后,可以消除仪两壁偏振态的随机变化的影响,获得干涉信号可见度为0.707的稳定输出,从而实现干涉型光纤传感器的消偏振衰落。     

基于部分保偏器件的干涉型光纤传感器

在单模光纤构成的干涉型光纤传感器中,存在偏振衰落问题,将导致干涉效率降低.而为了消偏振衰落采用全保偏器件的光纤传感器成本过于高昂,影响其实用性.以马赫.泽德干涉仪为基础,用反馈信号控制偏振控制器加起偏器的结构消除了偏振衰落,构造了基于部分保偏器件的干涉型光纤传感器.实验得到系统输出信噪比稳定在60 dB左右.     

干涉型光纤传感器阵列消PIF技术的研究

针对低双折射光纤双光束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落,提出了一种新型消偏振方式,它可以在可见度略有下降的情况下,较好地消除偏振态变化引起的信号可见度的随机变化。该方案是通过相互正交的两个偏振态来补偿由于其中一个偏振态变化导致的干涉信号衰落。通过自动增益控制电路可以使传感信号稳定,能够在信噪比有所下降的情况下消除偏振衰落的影响,实现了干涉型光纤传感器的消偏振衰落。     

干涉型光纤传感器输入偏振态反馈控制的分析研究

光纤干涉仪中的偏振态保持或控制技术是干涉型光纤传感器研究中极为重要的一个问题.特别当干涉光的两臂中的偏振态正交时,干涉仪输出的干涉信号为零,这时传感信号将完全消失.这原则上可以采用保偏光纤技术解决,但目前保偏光纤和保偏光纤耦合器成本高、技术不完善,人们对光纤水声传感器等干涉型光纤传感器中的偏振衰落问题的解决一般采用低双折射率光纤加消偏振态衰落或偏振控制的方式.经过研究分析,可以认为光纤干涉仪中的两臂偏振态的变化总体效果等同于从第一只耦合器输入光波的偏振态变化,当该输入偏振态的变化等于光纤干涉仪中两臂偏振态的反变化时,输入偏振态补偿了干涉仪中的偏振变化,因此有可能通过控制输入端光纤的偏振态达到对光纤偏振控制的目的. 对光纤干涉仪输入偏振态的反馈控制机理做了较深入的理论分析,推导出反馈系统的反馈信号与输入偏振态的关系式,建立并根据系统闭环控制物理模型,分析了光纤偏振控制器电压初始值要求及该反馈系统可能存在的稳定点,对消偏振衰落系统的设计和制作有较大的指导意义.(PD12)     

偏振态调制的消偏振衰落干涉型光纤传感器

针对低双折射光纤双束干涉型传感器两行偏振态随机变化引起的信号衰落，提出了一种新型干涉型光纤传感器的消偏振衰落方案。通过在光纤干涉仪的输出端加对光波偏振态适当的高频调制．可以使干涉信号幅度波动小于４．７ｄＢ或６．３ｄＢ（与调制信号的形式有关），通过自动增益控制电路或将输出信号除以可见度的方式，能够在信噪比有所降低的情况下消除偏振衰落的影响，实现干涉型光纤传感器的消偏振衰落。     

干涉型光纤传感器复用系统的消偏振衰落技术

提出了在干涉型光纤传感器的复用系统中将各个传感器的输入偏振态反馈信号加权叠加用于复用系统输入偏振态控制的方案。经分析，该方案可达到的最小可见度与文献分析的复用系统输入偏振态控制的理想效果相接近。经过信号处理能使各个光纤传感器的可见度均达到其最大值１，从而消除了复用系统中各单元的偏振态衰落。     

输入偏振态控制的光纤传感器复用系统的研究

提出了在干涉型光纤传感器复用系统中将各传感器的最佳输入偏振态反馈控制信息叠加用于复用系统最佳输入偏振态控制的方案,并对复用系统中各单元最佳输入偏振态的较差分布时的控制效果进行了理论分析。对达到这一较差分布的概率进行了计算。研究表明,该方案简单可行。经过信号处理能使各个光纤传感器在降低信噪比的情况下使干涉仪的输出信号的可见度为1,人而消除了复用系统中各单元的偏振衰落。     

基于马赫-曾德尔原理光纤传感器偏振态的研究

基于马赫-曾德尔原理的光纤传感器广泛应用于管道的实时监测中,分析了此类光纤传感器的输出功率随入射光偏振态及光波在长距离光纤传输中偏振态变化的影响。通过Matlab仿真研究了分布式光纤传感系统的偏振衰落,论证了光波传输中的偏振衰落现象对输出条纹的可见度产生了很大的影响。提出了一种利用动态的偏振控制系统对光波偏振态进行控制从而减少偏振衰落的方法,并且展望了改进后的分布式光纤传感器在工业管道的探测领域中具有相当广阔的前景。     

利用正交偏振切换抗偏振衰落和抑制偏振噪声

干涉型光纤传感器是一种高灵敏度的传感器,在许多领域都具有重要应用价值,而偏振衰落是这种传感器中需要解决的一个重要问题。提出采用脉冲正交偏振切换及基于相位生成载波(PGC)的信号合成算法来实现抗偏振衰落。阐述了正交偏振切换方法的基本理论,分析了以PGC解调为基础的正交偏振切换合成算法的原理,搭建了实验系统进行实验研究。结果表明,当光纤中偏振态受到扰动时,通过正交偏振切换及合成算法,合成的结果等效干涉度可以稳定在0.93~0.94之间;解调结果的噪声可以达到四路偏振通道噪声的最低水平。该方法可以消除传输光纤中偏振扰动所造成的低频相位漂移,使解调结果不受传输光纤中偏振态扰动的影响。长时间的噪声监测结果表明,PGC调制频率为8kHz时,系统噪声达到了-96dB/槡Hz(1kHz),与同一系统中采用法拉第旋镜作为反射镜测得的本底噪声相当。该方法为解决干涉型光纤传感器时分复用阵列,特别是基于光纤光栅的干涉型准分布式光纤传感器和分布式传感系统中的偏振衰落问题提供了一种可行的途径。     

非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪偏振衰落及相位噪声分析

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪因两束干涉光偏振态变化引起的偏振衰落和相位噪声问题。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论，通过详细的推导，得到非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式，分析了干涉仪可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系，提出抑制偏振衰落和相移噪声的方法。     

波长解调用偏振无关光纤干涉仪的研究

针对光纤激光传感器信号解调过程中,干涉仪输出干涉条纹可见度受输入光偏振态变化以及两臂单模光纤双折射效应的影响,介绍了一种简单的光纤干涉仪消除偏振衰落技术,通过在Michelson光纤干涉仪上加两个法拉第旋转镜来提高输出条纹可见度。使用琼斯矩阵法对干涉仪系统进行理论计算,证明法拉第旋转镜旋转角度在理想的45°附近时能达到很好的消偏振效果,并通过实验进行了有效地论证。     

非平衡光纤Mach-Zehder干涉仪偏振衰落及相位噪声分析

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪因两束干涉光偏振态变化引起的偏振衰落和相位噪声问题.运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论,通过详细的推导,得到非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式,分析了干涉仪可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系,提出抑制偏振衰落和相移噪声的方法.     

非平衡光纤Mach2Zehnder干涉仪偏振衰落及相位噪声分析

研究了非平衡光纤MachZehnder干涉仪因两束干涉光偏振态变化引起的偏振衰落和相位噪声问题。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论,通过详细的推导,得到非平衡光纤MachZehnder干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式,分析了干涉仪可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系,提出抑制偏振衰落和相移噪声的方法。     

椭圆芯型多模光纤

椭圆芯型多模光纤多模光纤在干涉传感器、参考信号传输系统和非线性光学装置的应用前景决定了对其偏振性质研究的迫切性。对短轴对称多模光纤的研究表明［１］，它们拥有低双折射（～１０－６）。多模光纤导光芯型低双折射的存在能沿它们传输线偏振辐射，其偏振面与多模光...     

偏振无关Michelson光纤干涉仪的可见度

利用传输矩阵方法,对偏振无关Michelson光纤干涉仪可见度进行理论分析,给出相应的数学表达式,并对可见度的限制因素进行了系统分析,为高可见度偏振无关Michelson光纤干涉仪以及高灵敏度干涉型光纤传感器的设计和制作提供了理论依据.     

干涉型光纤传感器偏振衰落动态补偿技术

为了消除单模光纤制作的光纤传感器常会因外部环境扰动而引起相位衰落和偏振衰落,通过改进传统的马赫-泽德干涉仪,利用高频振荡的PZT结合相位生成载波零差解调电路用来补偿相位衰落,引入一个可随干涉信号的幅值变化旋转的半波片来调整输出的干涉信号,据此可实现偏振衰落的动态补偿.通过理论分析可以得出由偏振衰落造成的信号幅度波动不大于3dB.     

双M-Z型光纤微振动传感器光波随机偏振分析

对应用于分布式微振动传感的双M-Z型光纤传感器进行偏振分析,阐明光波偏振态随机变化导致时间差振动定位方法失效的原因。分析表明,光波偏振态随机变化引起两干涉输出的幅值波动,同时在两干涉输出间引入取值范围是-π~π的相位差,可使双M-Z型光纤传感器处于两个不同的工作点,造成同一相位调制产生两个不相关的干涉输出,导致基于信号相关的时间差振动定位方法失效。光路实验验证了理论分析的结果。     

双频干涉型光纤激光加速度传感器的指向性特性

矢量传感器可以共点、同步测量振速、加速度等矢量信息,且具有一定的噪声抑制能力,具有重要的应用价值。铒镱共掺双偏振光纤激光器已被证明可用于实现易解调、结构小巧、易于复用、高灵敏度的光纤传感器。针对此类传感器,本文提出一种加速度传感器结构,通过限制质量块的横向位移,实现了一种双频干涉型光纤激光加速度矢量传感器。除了具有双偏振光纤激光器的一系列优点外,该传感器还具有良好的“8”字形指向性,并在1 kHz以下具有平坦的频率响应特性,对于后续双频干涉型光纤矢量传感器的实现具有重要的指导意义。     

光纤传感技术的发展及应用

介绍了传光型光纤传感器与传感型光纤传感器的基本原理,阐述了强度调制型光纤传感器、干涉型光纤传感器、光纤光栅以及光纤声发射传感器的应用,提出了我国光纤传感技术存在的问题以及发展方向.     

干涉型光纤传感器的分集检测消偏振衰落技术的研究与改进

本文对干涉型光纤传感器的分集检测消偏振衰落技术进行了新的理论分析，证明各路信号不能简单相加，提出了将各路信号平方后相加的信号处理方式，使之能实现实时信号检测。计算了这一信号处理方式与原文献假设的振幅绝对值相加时的信号幅度最大波动，证明这一方式是可行的，并得出结论三路检偏是分集检测的一个合适取值。