偏振模耦合效應型分布式光纖溫度傳感器

偏振模耦合效應型分布式光纖溫度傳感器

模耦合效應型分布式光纖溫度傳感器是利用保偏光纖在受到外界的壓力時(shí)，產(chǎn)生兩正交偏振模間的耦合效應傳感。

其系統框圖如圖3所示，SLD發(fā)出的準單色光沿保偏光纖的一個(gè)偏振方向注入，設光源發(fā)出的光信號在保偏光纖中激起HE11模，并且輸入光功率譜函數為高斯分布, 由部分相干光理論，在探測器上得到與傳感信息有關(guān)的光功率表達式為

圖3 耦合模分布式溫度傳感器的系統框圖

實(shí)驗中，可以把外界溫度的變化轉化為光纖所受壓力的變化。其具體做法是把光纖與一個(gè)膨脹系數大的金屬圓柱棒并排放在石英管中，當溫度升高時(shí)，金屬棒熱膨脹擠壓光纖，從而對光纖產(chǎn)生一個(gè)橫向壓力，光纖在這一點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)耦合效應，通過(guò)對系統進(jìn)行溫度定標，得到溫度與耦合系數的關(guān)系圖。另外，如圖3所示，可移動(dòng)活動(dòng)臂，使探測器上的相干光強達到最大，這時(shí)群延時(shí)0τ=，并測得光強P0。把0τ=，相干光強P0代入P(τ)可以得到耦合系數大小，通過(guò)查耦合系數與溫度關(guān)系圖可知溫度大小。同時(shí)，由相干光強達最大時(shí)的的值，并聯(lián)合關(guān)系式延時(shí)表達式可確定溫度點(diǎn)的位置LΔ2/LL=Δ, B為光纖的雙折射率。