[发明专利]基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法

说明书

本发明公开了基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法，其通过对激光光源施加调制信号，以形成经相位调制的光脉冲；所述经相位调制的光脉冲在传输至光纤光栅后，反射部分的脉冲光束产生干涉现象，并形成干涉信号；将所述干涉信号分成三路干涉信号，利用已形成的所述三路干涉信号，并采用平方和的算法生成新的移相干涉信号。本发明本发明有效解决了光纤光栅传感中偏振衰弱的问题，利用三态偏振分集接收器输出的三路干涉信号，充分利用三路干涉信号，采用平方和的方法生成新的移相干涉信号，无需进行选择判断，同时能准确获得相关相位信息。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特别是一种基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法。

背景技术

随着中国经济的飞速发展，社会逐渐进入物联网时代，在物联网中光纤传感技术极其重要，而光纤光栅传感由于具有成本低、灵敏度高、抗电磁干扰、可实现准分布式测量等诸多优点，因此该传感方式备受亲睐并应用于周界安防、油气管道监测、环境监测等重大领域。以干涉型光纤光栅为例，由于一般常用的都是普通单模光纤，偏振光在其中传输时会发生双折射，因此在光纤中传输的光偏振态会发生随机变化，发生偏振衰弱现象，导致干涉条纹对比度下降。因此，迫切需要相关方法解决偏振衰弱的问题。

目前存在的方法有，对输出光进行分集检测、对输出光进行高频调制、对输入光进行反馈控制、采用法拉第旋光反射镜。其中采用法拉第旋光反射镜是最简便的方式，但对于反射式的光纤光栅系统并不适用。2001年，浙江大学李志能等人提出采用偏振开关法消偏振衰弱方法，主要思路是通过自动增益控制电路使传感信号稳定，通过相互正交的两个偏振态补偿其中一个偏振态变化导致的干涉信号衰落，此方法可以很好的处理偏振衰弱问题，但这是以牺牲条纹可见度为代价实现的。2005年，李东等人提出非平衡光纤M-Z干涉仪消偏振衰弱的方法，主要是通过控制输入光的偏振态或干涉仪本征矢量，使两者夹角在0附近取值，可以抑制干涉仪的偏振衰弱和相位噪声，但这种控制有一定难度。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的光纤光栅传感抗偏振衰弱方法中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中的一个目的是提供一种基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法，其处理方式简单，中间无需进行多余的选择判断，同时能准确获得相关相位信息。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法，先对激光光源施加调制信号，以形成经相位调制的光脉冲；所述经相位调制的光脉冲在传输至光纤光栅后，反射部分的脉冲光束产生干涉现象，并形成干涉信号；将所述干涉信号分成三路干涉信号，利用已形成的所述三路干涉信号，并采用平方和的算法生成新的移相干涉信号。

作为本发明所述基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法的一种优选方案，其中：所述调制信号为矩形脉冲信号，且所述矩形脉冲信号经过光开关之后产生光脉冲信号。

作为本发明所述基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法的一种优选方案，其中：对所述光脉冲信号进行二元相位调制，且调制深度为π/4，以形成经相位调制的光脉冲。

作为本发明所述基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法的一种优选方案，其中：所述经相位调制的光脉冲通过环形器传输至光纤光栅。

作为本发明所述基于π/4移相调制的光纤传感解调及其抗偏振衰弱方法的一种优选方案，其中：经过光纤光栅反射并干涉后输出移相量为π/4，0，-π/4的移相干涉信号。