【摘要】：論文基于在光頻域反射(OFDR)技術中使用二進制磁光晶體研制的首個光纖分布式偏振分析系統(tǒng)——偏振分析光頻域反射系統(tǒng)(PA-OFDR),主要圍繞單模光纖分布式雙折射表征,包括彎曲-雙折射系數的測量、殘余雙折射的測量、壓力-雙折射系數的測量等,以及該系統(tǒng)在復合材料彎曲形變檢測的應用探索等方面展開研究。主要內容和創(chuàng)新點如下:1.PA-OFDR通過對單模光纖中的散射光偏振態(tài)變化進行分析,實現沿光纖分布的雙折射信息的精確測量,其雙折射測量分辨率2×10~(-7),雙折射空間分辨率為0.25mm,反射空間分辨率為10μm,測量范圍為100m,后向散射靈敏度可達-130dB。通過沿光纖分布式布置12個不同半徑的光纖環(huán)模擬彎曲誘導雙折射,利用PA-OFDR系統(tǒng)首次準確測得單模光纖的彎曲-雙折射系數為6.601×10~(-10)m~2,與理論結果一致,驗證了單模光纖彎曲誘導雙折射理論公式的正確性。2.利用標準化的商用高精度非分布式偏振分析系統(tǒng)(NPA)對12個不同半徑的單模光纖環(huán)模擬的彎曲誘導雙折射分別進行測量,得到彎曲-雙折射系數為6.490×10~(-10)m~2,與分布式測量結果的相對誤差僅為1.68%,交叉相互驗證了二者測量的準確性。使用兩系統(tǒng)分別測量了單模光纖殘余雙折射,測量結果一致性好,相對誤差僅為0.59%。3.使用PA-OFDR測量了無涂覆、普通涂覆以及金色涂覆單模光纖的壓力-雙折射系數分別為9.012×10~(-8)m/N、5.839×10~(-8)m/N、8.707×10~(-8)m/N,驗證了壓力誘導雙折射理論公式的正確性,同時使用NPA測量了無涂覆光纖的壓力-雙折射系數為8.977×10~(-8)m/N,與分布式測量結果相對誤差僅為0.39%,驗證了PA-OFDR進行高精度分布式光纖壓力傳感的可行性。4.在碳纖維復合材料中嵌入光纖,通過對光纖雙折射的測量反映復合材料發(fā)生不同程度的彎曲形變時其內部壓力的變化情況,初步證明了分布式偏振分析系統(tǒng)在材料檢測方面的應用價值。
【圖文】：

圖 1-1 OTDR 的工作原理圖術的提出，國內外諸多研究者都開始了對分布式傳DR 的分布式光纖傳感方面，1980 年，Rogers[2]首次cal Time Domain Reflectometry, POTDR）技術可以用1981 年，Kim[3]等人使用 POTDR 非分布式地測量了98 年，Ellison[4]等人基于 POTDR 測量了光纖中固有分辨率為 0.3m，可用于監(jiān)控制造過程中光纖的雙折年，，Cameron[5]等人將 POTDR 用于測量光纖通信系化引起的偏振模色散的波動。2001 年，Wuilpart[6]等術提出了一種測量單模光纖中雙折射空間分布的傳hang[7]等人基于 POTDR 技術提出了一種分布式光纖，實現了空間分辨率為 10m 的分布式動態(tài)測量。射的分布式光纖傳感方面，1983 年，Hartog[8]提出了

圖 1-2 OFDR 的工作原理圖R 技術主要用于光纖鏈路的分布式測量，測量距離一般在am[31]等人使用調頻單縱模半導體激光器作為光源，利用空間分辨率對光纖故障的定位檢測。1988 年，Dolfi[32]等 位巴克編碼相位反轉光調制器，實現了 mm 量級的空間assy[[33]等人研究了由激光器頻率掃描的非線性引起的 O輔助干涉儀校正光頻掃描中的非線性，使 OFDR 系統(tǒng)的0 年，Oberson[34]等人基于采用窄線寬（約 10kHz）可調反射率測量，該系統(tǒng)靈敏度為-110dB、動態(tài)范圍為 8間分辨率為 16cm，在約 5m 的短距離測量時空間分辨率窄線寬技術和非線性相位噪聲補償方法的進步，OFDR 年，Geng[35]等人使用窄線寬光纖激光器作為 OFDR 系統(tǒng)測量。2013 年，Ding[36]等人采用去斜濾波技術對 OFDR
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN253;TB33

【相似文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 尚艷玲;基于PA-OFDR的分布式光纖雙折射表征及復合材料檢測應用探索[D];河北大學;2019年

本文編號：2667441