中国电子科技集团公司第二十三研究所, 上海 200437
基于干涉型光纤水听器技术,设计实现了外径为20 mm的光纤光栅型拖曳水听器阵列。首先利用多波长光纤光栅连续刻写技术实现了单纤“无熔点”的光纤水听器阵列,水听器单元的平均声压灵敏度达到-143.9 dB,起伏幅度小于3 dB。利用弱反光栅组阵技术抑制了光栅阵列中的串扰噪声,串扰噪声抑制达到53 dB;利用三路偏振分集接收技术消除了阵列中的偏振衰落噪声。最终制作了外径为20 mm的32元光纤光栅拖曳水听器阵列。
光纤光学 光纤水听器 光栅 串扰 偏振衰落 光学学报
2019, 39(11): 1106003
国防科学技术大学海洋科学与工程研究院, 湖南 长沙 410073
研究了4 路偏振切换技术在光纤干涉仪中的应用，建立了基于4 路偏振切换的抗偏振衰落的理论模型，运用了复数运算的方法解决4 路信号的合成问题，对偏振诱导信号衰落的抑制效果进行了仿真。偏振衰落实验搭建了基于非平衡的迈克尔孙干涉仪的实验系统，采用相位产生载波技术(PGC)外调制方案解调信号，对4 路偏振切换技术抗偏振衰落效果进行了实验测试。结果表明，4 路干涉信号合成后，可以消除传输光纤双折射的影响，合成干涉信号的解调结果与单路解调结果一致；合成干涉信号的等效干涉度可以稳定在0.838，验证了偏振切换技术抗偏振衰落的有效性。
光纤光学 偏振衰落 偏振切换 相位产生载波技术调制 激光与光电子学进展
2015, 52(12): 120606
哈尔滨工程大学理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
设计并制造了一种熔嵌式多芯高双折射中空光纤。由于该结构光纤中纤芯和包层的几何非对称性，因而具有高双折射的特性，可用于克服纤内集成干涉仪的偏振衰退问题。利用有限元法分析了不同尺寸下模式双折射的变化情况，得出了增加纤芯长轴长度或减小内包层厚度可有效提高双折射的结论，并在1310 nm波长处得到1.42×10-4的模式双折射。实验及分析结果表明，熔嵌式多芯高双折射中空光纤在纤内集成干涉仪的消偏振衰落方面具有一定的应用潜力，可用于制作具有保偏功能的纤内集成干涉仪。
光纤光学 保偏光纤 多椭圆芯 偏振衰落 干涉仪
国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
研究了偏振分集技术消除干涉型光纤传感器中偏振衰落问题的基本原理及实现方法。理论分析表明，偏振二分集可大大缓解偏振衰落。搭建光纤传感系统对偏振二分集技术进行了实验验证，实验中单路最小可视度接近0，而偏振二分集得到的最小可视度为0.4。实验结果表明系统采用的相位载波调制解调技术实现了信号的稳定检测。
光纤光学 偏振衰落 偏振分集 光纤传感器
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
针对干涉型光纤传感器中存在的偏振诱导信号衰落现象,对偏振分集器(PDR)抗衰落原理进行了理论推导与软件仿真。设计并搭建了基于相位产生载波(PGC)调制解调、全光纤偏振分集器接收的光纤迈克耳孙型干涉传感实验系统,系统得出的信号与压电陶瓷光纤相位调制器产生的模拟信号基本相符。通过静态扭动干涉臂光纤改变干涉仪偏振状态,测量了PDR三通道可视度,得出信号稳定性、系统本底噪声与可视度的关系。结果表明,选择可视度大于0.5的偏振分集器通道输出可抑制信号衰落并实现信号稳定输出。
光纤光学 偏振分集 光纤干涉仪 可视度 偏振衰落
中国科学院安徽光学精密机械研究所 光纤与光电子研究室，合肥 230031
针对全光纤傅里叶变换光谱仪中光束偏振态在双折射影响下带来的干涉信号“偏振诱导衰落”现象导致测量光谱畸变的问题，根据偏振光学原理，分析了光纤应力、弯曲和扭曲导致的双折射对传输光束偏振态的影响,找到了FFTS在测量宽谱光源发射谱时出现谱线畸变的原因,提出了建立偏振态反馈控制系统来稳定干涉信号可见度的方法.实验结果表明,该方法消除了偏振态变化对测量光谱的影响.
光纤光学 傅里叶变换光谱仪 偏振衰落 光谱分析 光纤双折射 Fiber Optics Fourier transform spectrometer Polarization-induced fading Spectral analysis Fiber refringence
1 清华大学电子工程系
2 清华大学精密仪器与机械学系, 北京 100084
3 中海油田服务股份有限公司技术中心,河北 燕郊 065201
本文对消除干涉型光纤传感器信号偏振衰落的偏振分集接收PDR(Polarization Diversity Receiver)技术进行了理论分析.通过三态PDR方式，对输出的最大有效幅度信号进行选取，能够避免传输光偏振态变化导致干涉信号完全衰落的现象，使干涉信号有效幅度在一定范围内变化.采用基于反正切计算的相位生成载波PGC（Phase Generated Carrier）解调技术的相位测量结果不受由于偏振衰落导致干涉信号有效幅度变化的影响.提出结合三态PDR方式和基于反正切计算的PGC解调技术消除偏振衰落问题的影响，实现干涉型光纤传感器中相位信号的理想解调.
干涉型光纤传感器 偏振衰落 偏振分集接收 相位生成载波 Interferometric optical fiber sensor Polarization induced fading PDR(Polarization Diversity Receiver) PGC(Phase Generated Carrier)
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心，安徽 合肥 230031
光纤干涉仪具有测量精度高、探测灵敏度大等优点，可用于直接测量大气湍流折射率起伏。首先简要介绍了光纤Mach－Zehnder干涉仪的光学湍流测量原理，描述了低双折射单模光纤中光束偏振态变化诱导的偏振信号衰落现象，并通过偏振态的邦加球分析和详细的公式推导，得出了干涉仪可见度和相移噪声的关系式。结果表明：控制输入光偏振态与干涉仪本征向量之间的夹角在零度左右，可有效地抑制偏振噪声，最后给出了偏振控制器实现偏振控制的原理，为构建稳定的光学湍流测量光纤干涉系统提供了科学依据。
光纤光学 光学湍流 偏振信号衰落现象 光纤Mach－Zehnder干涉仪 偏振控制器 fiber optics optical turbulence phenomenon of polarization-induced fading fiber Mach-Zehnder interferometer polarization controller
