基于双m-z干涉仪的光纤周界防护系统

《基于双m-z干涉仪的光纤周界防护系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷第3期光学技术Vo1．41NO．32015年5月oPTICALTECHNIQUEMay2O15文章编号：1OO2—1582(2O15)03—0193—04基于双M—z干涉仪的光纤周界防护系统姜霁珊，江毅，刘达，王素梅。，李晓炜。(1．北京理工大学光电学院，北京100081)(2．北京理工大学激光微纳制造研究所，北京100081)摘要：基于光纤双Mach-Zehnder干涉仪(MZI)结构对周界防护系统进行了设计研究。通过对两路经过不同延时的相同信号进行互相关运算，实现了对振动入侵点的定位。提出了一种分段数据处理方法，有效地提高了定位稳定性及准确性。测试结果表明，该双Mach-Zehn

2、der干涉仪周界防护系统可以实时对振动点进行定位，在传感光纤长度为2km、采样率为2MHz时定位精度优于200m，能够长时间连续稳定工作。关键词：Mach-Zehnder干涉仪；周界防护；光纤传感器中图分类号：TP202文献标识码：AFiber-opticperimetersecuritysystembasedondualMach—ZehnderinterferometerstructureJIANGJishan，JIANGYi，LIUDa，WANGSumei，LIXiaowei(1．SchoolofOpto-electronics，BeijingInstituteofTechnology，

3、Beijing100081，China)(2．LaserMiero／NanoFabricationLaboratory，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：AperimetersecuritysystembasedondualMach-Zehnderinterferometerisdesignedandresearched．Across-correlationalgorithmisadoptedtOcalculatethetimedifferenceofsignalsontwochannelsforlocatin

4、ginvasionpoints．Bymeansofprocessingdatainsegment，thestabilityandaccuracyofsystemisimprovedeffectively．Anexperi—mentwith2-kilometer-longsensingfiberiscarriedout，whichshowsthatthedualMach-Zehnderperimeterprotectionsystemcanidentifythepositionofvibrationinstantaneouslyandhasalocationaccuracyof200meter

5、satasamplingfre—quencyof2M，ensuresstablelong-timeworkaswel1．Keywords：Mach-Zehnderinterferometer(MZI)；perimeterprotection；opticalfibersensor确定位；(3)抗电磁干扰，抗腐蚀，能在恶劣的环境下0引言工作。因此成为国内外相关领域的研究热点。随着光纤传感技术的发展，光纤传感器已广泛目前，典型应用于周界防范的光纤传感系统包应用于周界入侵报警等安全防范领域。与其他括利用光时域反射定位(OTDR)技术、基于光纤光传感器相比光纤传感器用于周界防护具有以下优栅振动传感器和

6、基于Sagnac或M-Z干涉仪结构的点：(1)灵敏度高，结构简单，适合各种场合，尤其适系统等等。OTDR技术是目前最为成熟的分布式合于埋人地面和墙体中；(2)监测距离长，且可以精光纤传感方式[3]，但是它需要极小的频率漂移和*收稿日期：2014—08—11E-mail：jishanjiang@gmail．corn；jishan1988@163．tom基金项目：国家自然科学基金青年基金项目(51105038)作者简介：姜霁珊(1988一)，女，硕士研究生，从事光纤传感研究。193光学技术第41卷极窄线宽的激光器，对探测器的灵敏度要求较高，系可推导出统的实时性较差；光纤光栅周界入侵报警系统以光1

7、R一去(Ll+L2一rdc／n)(4)纤光栅振动传感器作为外界入侵行为的感应部件，厶对外界各种入侵行为(如触碰、攀爬、翻越等)的振动因此只要知道两路信号延时便可计算出R的大信号进行采集和定位，该方法的灵敏度很高，但缺点小，从而确定振动点位置。是其检测信号较其他光纤监测方法更容易受到噪声沿着正、逆时针传输的两束光波在传感光纤中和其他环境因素的干扰，并且难以实现分布式监测；的振动点因受同一外界扰动作用而产生相位调