分布式光纖聲波傳感(DAS)系統(tǒng)中的單模光纖存在雙折射現(xiàn)象,導(dǎo)致光纖輸出的光偏振態(tài)發(fā)生變化,與參考光偏振狀態(tài)不匹配從而產(chǎn)生偏振衰落現(xiàn)象。設(shè)計(jì)了一套基于偏振分集技術(shù)的DAS系統(tǒng),將瑞利散射光分別與2種狀態(tài)的偏振參考光相干后進(jìn)行光/電轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集,消除了偏振衰落現(xiàn)象的產(chǎn)生,從而減少DAS系統(tǒng)的漏、誤報(bào)率,大幅提升了系統(tǒng)的實(shí)用性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在DAS系統(tǒng)中,采用偏振分集技術(shù)可以完全消除光纖沿線由于偏振衰落造成的系統(tǒng)誤判,提高DAS系統(tǒng)報(bào)警準(zhǔn)確度。 

【文章來源】：光通信技術(shù). 2020年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

基于偏振分集技術(shù)的DAS系統(tǒng)原理圖

為了驗(yàn)證偏振分集后的效果，本文使用模態(tài)激振器、功率放大器和信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建如圖2所示。將一段光纖用扎帶固定在模態(tài)激振器上，信號(hào)發(fā)生器為模態(tài)激振器提供正弦波振動(dòng)信號(hào)，其輸出頻率即為模態(tài)激振器的振動(dòng)頻率，信號(hào)幅度即為模態(tài)激振器的振動(dòng)強(qiáng)度。圖3(a）和圖3(b）分別是同一時(shí)間下采集的多組P光和S光原始波形圖（圖中多種顏色曲線表示多組波形）。可以看出，瑞利散射光和參考光相干后，信號(hào)幅值在同一偏振狀態(tài)下，基本呈現(xiàn)出相似的空間變化，但不同偏振狀態(tài)下曲線相差較大。另外，從圖3中可以看到明顯的偏振衰落現(xiàn)象，并且不同偏振狀態(tài)下發(fā)生偏振衰落的位置不一致。圖3(a）中，2475 m處偏振衰落很明顯，幅度接近于0，但在2540 m處則沒有發(fā)生偏振衰落；圖3(b）中，2475 m處沒有發(fā)生偏振衰落，信號(hào)幅值較大，但在2540 m處偏振衰落很明顯。

本文通過2路信號(hào)聯(lián)合處理，選取強(qiáng)度較大的信號(hào)可以極大降低偏振衰落的機(jī)率，減少系統(tǒng)的漏、誤報(bào)現(xiàn)象。圖4是系統(tǒng)在無外界擾動(dòng)狀態(tài)下數(shù)據(jù)處理后得到的相位變化標(biāo)準(zhǔn)差圖。圖4(a）和圖4(b）中由于信號(hào)強(qiáng)度較低，相位變化標(biāo)準(zhǔn)差經(jīng)處理后會(huì)發(fā)生一些尖峰，導(dǎo)致誤報(bào)警；圖4(c）的相位噪聲水平明顯小于圖4(a）和圖4(b），而且信號(hào)變化平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)如圖4(a）和圖4(b）中的尖峰，因此可以避免產(chǎn)生誤報(bào)信號(hào)。圖5 振動(dòng)信號(hào)圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分布式光纖聲波傳感技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 蔡海文,葉青,王照勇,盧斌,曹玉龍.  應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)



本文編號(hào)：2926023