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，產(chǎn)生兩正交偏振模間的耦合效應傳感。

其系統(tǒng)框圖如圖3所示，SLD發(fā)出的準單色光沿保偏光纖的一個偏振方向注入，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(shù)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的光功率表達式為

圖3 耦合模分布式溫度傳感器的系統(tǒng)框圖

實驗中，可以把外界溫度的變化轉(zhuǎn)化為光纖所受壓力的變化。其具體做法是把光纖與一個膨脹系數(shù)大的金屬圓柱棒并排放在石英管中，當溫度升高時，金屬棒熱膨脹擠壓光纖，從而對光纖產(chǎn)生一個橫向壓力，光纖在這一點產(chǎn)生一個耦合效應，通過對系統(tǒng)進行溫度定標，得到溫度與耦合系數(shù)的關系圖。另外，如圖3所示，可移動活動臂，使探測器上的相干光強達到最大，這時群延時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(shù)大小，通過查耦合系數(shù)與溫度關系圖可知溫度大小。同時，由相干光強達最大時的的值，并聯(lián)合關系式延時表達式可確定溫度點的位置LΔ2/LL=Δ, B為光纖的雙折射率。