偏振模耦合效應(yīng)型分布式光纖溫度傳感器

模耦合效應(yīng)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(yīng)傳感。

其系統(tǒng)框圖如圖3所示，SLD發(fā)出的準(zhǔn)單色光沿保偏光纖的一個(gè)偏振方向注入，設(shè)光源發(fā)出的光信號(hào)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(cè)器上得到與傳感信息有關(guān)的光功率表達(dá)式為

圖3 耦合模分布式溫度傳感器的系統(tǒng)框圖

實(shí)驗(yàn)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(gè)膨脹系數(shù)大的金屬圓柱棒并排放在石英管中，當(dāng)溫度升高時(shí)，金屬棒熱膨脹擠壓光纖，從而對(duì)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(yīng)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行溫度定標(biāo)，得到溫度與耦合系數(shù)的關(guān)系圖。另外，如圖3所示，可移動(dòng)活動(dòng)臂，使探測(cè)器上的相干光強(qiáng)達(dá)到最大，這時(shí)群延時(shí)0τ=，并測(cè)得光強(qiáng)P0。把0τ=，相干光強(qiáng)P0代入P(τ)可以得到耦合系數(shù)大小，通過(guò)查耦合系數(shù)與溫度關(guān)系圖可知溫度大小。同時(shí)，由相干光強(qiáng)達(dá)最大時(shí)的的值，并聯(lián)合關(guān)系式延時(shí)表達(dá)式可確定溫度點(diǎn)的位置LΔ2/LL=Δ, B為光纖的雙折射率。