POTDR技術(shù)是在OTDR技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的巢价。與OTDR技術(shù)不同牲阁，它測量的是脈沖光在光纖沿線產(chǎn)生的瑞利散射光的偏振態(tài)沿光纖長度上的變化固阁。由于光纖中光波的偏振態(tài)對溫度、振動城菊、應(yīng)變备燃、彎曲、扭轉(zhuǎn)等的變化非常敏感凌唬，所以POTDR技術(shù)可用來測量光纖沿線此類事件的變化情況并齐。
光纖傳感中的偏振光時域反射（POTDR）技術(shù)簡介
一、單模光纖中的偏振態(tài)
從波動光學(xué)的觀點來看客税，光是電磁波况褪，光矢量與光傳播方向垂直，由電場矢量和光場矢量的對比看霎挟，光波具有偏振態(tài)窝剖。其偏振態(tài)是用其電場矢量端點的軌跡來描述的。橫向分量大于縱向分量酥夭，赐纱，可將光波近似為具有偏振特性的橫波。在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)熬北，光矢量可能有不同的振動狀態(tài)疙描，這些不同的振動狀態(tài)就稱為偏振態(tài)。常見的偏振態(tài)有線讶隐、圓起胰、橢圓三種。
光纖中傳輸?shù)墓馕籽樱捎诠饫w中纖芯與包層界面處切向分量連續(xù)效五，法向分量不連續(xù)，這種不連續(xù)的量造成場不連續(xù)炉峰，畏妖，把這種不連續(xù)場的解稱為模式。只能傳輸一種模式的光纖稱為單模光纖疼阔，光纖的偏振特性就只存在于單模光纖中戒劫。單模光纖傳輸沿光纖徑向相互垂直的兩個模式矢量場。但由于物理尺寸的不均勻婆廊，使得光纖徑向上相互正交的兩個矢量場在光纖中有不同的傳播常數(shù)迅细，他們在光纖中傳播時會相互耦合，使總的偏振態(tài)沿光纖長度不斷變化淘邻。光纖出現(xiàn)固有雙折射是因為存在內(nèi)部各向異性茵典。而要使光纖中的偏振光傳播時保持穩(wěn)定的偏振態(tài)，則在垂直的軸向上的偏振光相位差應(yīng)保持恒定宾舅。
二统阿、POTDR傳感技術(shù)
外部擾動會改變光纖的雙折射枚尼，進一步改變光纖傳輸矩陣中的矩陣元素，因此光纖外部的擾動會最終反映在偏振態(tài)上砂吞。POTDR用脈沖激光器產(chǎn)生光脈沖，經(jīng)過起偏器崎溃，保證注入光纖的傳感脈沖為完全偏振光蜻直。檢偏器用來使特定偏振態(tài)的散射光通過。偏振光耦合進光纖后袁串，光纖受外部環(huán)境影響會改變其中背向散射光的偏振態(tài)概而，能夠經(jīng)過檢偏器的光就發(fā)生了變化。就可以據(jù)此探測光纖的擾動傳感囱修。
從應(yīng)用上來看赎瑰，POTDR主要是測量與光纖中光波偏振態(tài)有關(guān)的物理量均抽，在電壓測量止潘、持續(xù)振動宪潮、快速擾動及光纖中偏振模色散測量中有所應(yīng)用顽染。利用光纖的二階橫向電光效應(yīng)则酝，把單模光纖或液體芯光纖彎曲成螺旋型浇坐，放置在高壓線路附近诅诱。電壓會引起光纖中光波偏振態(tài)的變化壹置。光纖在彎曲成螺旋形時孕似，離線路越遠踩娘，螺紋間距越大，高頻率的振動測量喉祭，使用POTDR也是不錯的選擇养渴。基于頻譜分析的POTDR系統(tǒng)具有靈敏度高泛烙，對外界干擾反應(yīng)及時理卑、抗噪能力強，可測量頻率高達5kHz的振動胶惰。
在偏振模色散測量中傻工，主要是解決雙折射對高速傳輸?shù)挠绊憽Ｓ捎诠饫w中存在雙折射孵滞，脈沖光在光纖中傳播時中捆，其相互垂直的兩個模式的傳播常數(shù)并不相同，因而導(dǎo)致脈沖光展寬坊饶，產(chǎn)生偏振模色散（PMD）泄伪。可用POTDR技術(shù)測試現(xiàn)有的系統(tǒng)匿级，測試PMD蟋滴，替換掉PMD較大的部分染厅。
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