基于偏振复用技术的双参数传感光频域反射（OFDR）

《Optics & Laser Technology》：Dual-parameter sensing OFDR based on polarization-multiplexing scheme

　　

张俊萍|张泽忠|尹国路|刘凯军|朱涛

摘要

光学频率域反射测量（OFDR）是一种关键的分布式光纤传感技术，以其高空间分辨率和单端配置而闻名。然而，其实际应用受到温度与应变之间固有交叉敏感性的显著限制。为了克服这一挑战，我们提出了一种基于偏振复用OFDR的新型双参数解耦技术。与偏振多样性方案相比，偏振复用OFDR能够有效分离保偏光纤（PMF）中两个正交轴向的瑞利后向散射光，从而将信噪比（SNR）提高了7.1分贝，为后续的双折射交叉相关分析提供了更好的条件。该方法利用了PMF中的双折射现象，其中快轴和慢轴的有效折射率对温度和应变的敏感度不同，便于同时测量这两种参数。最终，这种差异敏感性使得解耦矩阵的条件数低至203，具有良好的数值稳定性。实验验证表明，该技术能够同时测量温度和应变，空间分辨率为3.30厘米，测量精度分别为0.5°C和7微埃。这项工作为基于OFDR的传感系统中温度与应变的解耦提供了一种可靠且高精度的解决方案。