1.2 POTDR技术
入射光与介质中的微观粒子发生弹性碰撞时将引起瑞利散射,且其散射光具有频率以及在散射点的偏振方向均与入射光相同的特点,因此散射光包含了光纤散射点的偏振信息。基于这个物理规律,1980年,Rogers提出了偏振光时域反射技术(POTDR)的思想,其应变传感系统如图3所示。
自POTDR技术提出后的30年以来,许多研究人员根据研究的需要提出了各种POTDR测量方案,国内的电子科技大学与北京交通大学等单位也在进行POTDR的相关研究。由于磁场、电场、压力、振动、加速度和温度等物理量都能对在光纤中传播的光的偏振态进行调制,很难从测量结果中准确地分离出是那种调制效应导致的偏振态变化;同时POTDR系统的偏振态对外界环境非常敏感,很难保持传输光纤中偏振态稳定性等原因,对POTDR应用的实施和推广还存在着很多技术难点,目前尚未见到有实际产品与工程应用的报道。
1.3 BOFDA技术
BOFDA是由德国Garus等人基于OFDR技术提出来的,BOFDA通过两个激光器的频率差和探测光的幅度调制频率来确定温度和应变的大小,通过分析光纤布里渊散射光响应函数的频谱得到应变和温度变化的空间位置,其基本结构如图3所示。该方案采用网络分析仪接收探测器输出信号,再进行反傅里叶变换得到系统脉冲响应函数。