tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2019-5-2-20-25tuzsut-68Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫINSTRUMENTATION, METROLOGY AND INFORMATION-MEASURING DEVICES AND SYSTEMSМОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОНSimulation of Polarization Backscattering Characteristics of Optical Fibers under Acoustical ActionДашковМ. В.DashkovM. ..mvd.srttc@gmail.comЯблочкинК. А.YablochkinK. ..noemail@neicon.ruПоволжский государственный университет телекоммуникаций и информатикиРоссияPovolghskiy State University of Telecommunications and InformaticsRussian Federation201913042021522025Copyright © Дашков М.В., Яблочкин К.А., 20212021Дашков М.В., Яблочкин К.А.Dashkov M..., Yablochkin K...This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/68

В настоящее время распределенные волоконно-оптические датчики акустических воздействий востребованы в различных отраслях экономики. Одним из вариантов реализации подобных устройств является применение методов поляризационной оптической рефлектометрии. Известно, что внешние воздействия на оптическое волокно приводят к локальным изменениям величины двулучепреломления и ориентации оптических осей участков волокна. Таким образом, анализ поляризационных характеристик обратного рассеяния может быть использован для выявления и определения параметров акустических воздействий. В работе рассмотрена математическая модель поляризационных характеристик оптического волокна с учетом влияния внешних воздействий и приведены результаты численного моделирования.

At present distributed optical fiber acoustic sensors are needed for various applications. Those systems can be realized using polarization optical reflectometry. External mechanical action on optical fiber causes local birefringence changes and variations of optical axis orientation. Thus, analysis of polarized backscattered characteristics can be applied for detection and estimation of acoustic action parameters. Mathematial model of polarization characteristics of optical fiber and results of competer simulation are represented in paper

оптическое волокнополяризациядвулучепреломлениеакустические воздействияполяризационная рефлектометрияoptical fiberpolarizationbirefringenceacoustic actionpolarization reflectometryReferencesLiu X., Jin B., Bai Q., Wang Y., Wang D., Wang Y. Distributed Fiber-Optic Sensors for Vibration Detection // Sensor. 2016. Vol. 16. Iss. 8. DOI:10.3390/s16081164Liu X., Jin B., Bai Q., Wang Y., Wang D., Wang Y. Distributed Fiber-Optic Sensors for Vibration Detection // Sensor. 2016. Vol. 16. Iss. 8. DOI:10.3390/s16081164Juškaitis R., Mamedov A.M., Potapov V.T., Shatalin S.V. Interferometry with Rayleigh backscattering in a single-mode optical fiber // Optics Letters. 1994. Vol. 19. Iss. 3. PP. 225-227. DOI:10.1364/OL.19.000225Juškaitis R., Mamedov A.M., Potapov V.T., Shatalin S.V. Interferometry with Rayleigh backscattering in a single-mode optical fiber // Optics Letters. 1994. Vol. 19. Iss. 3. PP. 225-227. DOI:10.1364/OL.19.000225Gorshkov B.G., Paramonov V.M., Kurkov А.S., Kulakov A.T., Zazirnyi M.V. Distributed external-action sensor based on phase-sensitive fiber optic reflectometer // Quantum Electronics. 2006. Vol. 36. Iss. 10. PP. 963-965. DOI:10.1070/QE2006v036n10ABEH013273Gorshkov B.G., Paramonov V.M., Kurkov А.S., Kulakov A.T., Zazirnyi M.V. Distributed external-action sensor based on phase-sensitive fiber optic reflectometer // Quantum Electronics. 2006. Vol. 36. Iss. 10. PP. 963-965. DOI:10.1070/QE2006v036n10ABEH013273Eickhoff W., Ulrich R. Optical frequency domain reflectometry in single-mode fiber // Applied Physics Letters. 1981. Vol. 39. Iss. 9. PP. 693-695. DOI:10.1063/1.92872Eickhoff W., Ulrich R. Optical frequency domain reflectometry in single-mode fiber // Applied Physics Letters. 1981. Vol. 39. Iss. 9. PP. 693-695. DOI:10.1063/1.92872Bernini R., Minardo A., Zeni L. Dynamic strain measurement in optical fibers by stimulated Brillouin scattering // Optics Letters. 2009. Vol. 34. Iss. 17. PP. 2613-2615. DOI:10.1364/OL.34.002613Bernini R., Minardo A., Zeni L. Dynamic strain measurement in optical fibers by stimulated Brillouin scattering // Optics Letters. 2009. Vol. 34. Iss. 17. PP. 2613-2615. DOI:10.1364/OL.34.002613Rogers A.J. Polarization-optical time domain reflectometry: A technique for the measurement of field distributions // Applied Optics. 1981. Vol. 20. Iss. 6. PP. 1060-1074. DOI:10.1364/AO.20.001060Rogers A.J. Polarization-optical time domain reflectometry: A technique for the measurement of field distributions // Applied Optics. 1981. Vol. 20. Iss. 6. PP. 1060-1074. DOI:10.1364/AO.20.001060Rashleigh S.C. Origins and control of polarization effects in singlemode fibers // Journal of Lightwave Technology. 1983. Vol. 1. Iss. 2. PP. 312-331. DOI:10.1109/JLT.1983.1072121Rashleigh S.C. Origins and control of polarization effects in singlemode fibers // Journal of Lightwave Technology. 1983. Vol. 1. Iss. 2. PP. 312-331. DOI:10.1109/JLT.1983.1072121Zhang Z., Bao X. Distributed optical fiber vibration sensor based on spectrum analysis of Polarization-OTDR system // Optics Express. 2008. Vol. 16. Iss. 14. PP. 10240-10247. DOI:10.1364/OE.16.010240Zhang Z., Bao X. Distributed optical fiber vibration sensor based on spectrum analysis of Polarization-OTDR system // Optics Express. 2008. Vol. 16. Iss. 14. PP. 10240-10247. DOI:10.1364/OE.16.010240Linze N., Tihon P., Verlinden O., Mégret P., Wuilpart M. Quasi-distributed vibration sensor based on polarization-sensitive measurement // Proceedings of the 21st International Conference on Optical Fibre Sensors (OFS21, Ottawa, Canada, 15-19 May 2011). SPIE. Digital Library, 2011. Vol. 7753. DOI:10.1117/12.885882Linze N., Tihon P., Verlinden O., Mégret P., Wuilpart M. Quasi-distributed vibration sensor based on polarization-sensitive measurement // Proceedings of the 21st International Conference on Optical Fibre Sensors (OFS21, Ottawa, Canada, 15-19 May 2011). SPIE. Digital Library, 2011. Vol. 7753. DOI:10.1117/12.885882Linze N., Mégret P., Wuilpart M. Development of an Intrusion Sensor Based on a Polarization-OTDR System // IEEE Sensors Journal. 2012. Vol. 12. Iss. 10. PP. 3005-3009. DOI:10.1109/JSEN.2012.2207716Linze N., Mégret P., Wuilpart M. Development of an Intrusion Sensor Based on a Polarization-OTDR System // IEEE Sensors Journal. 2012. Vol. 12. Iss. 10. PP. 3005-3009. DOI:10.1109/JSEN.2012.2207716Linze N., Tihon P., Verlinden O., Megret P., Wuilpart M. Development of a multi-point polarization-based vibration sensor // Optics Express. 2013. Vol. 21. Iss. 5. PP. 5606-5624. DOI:10.1364/OE.21.005606Linze N., Tihon P., Verlinden O., Megret P., Wuilpart M. Development of a multi-point polarization-based vibration sensor // Optics Express. 2013. Vol. 21. Iss. 5. PP. 5606-5624. DOI:10.1364/OE.21.005606Wuilpart M., Rogers A.J., Megret P., Blondel M. Fully distributed polarization properties of an optical fiber using the backscattering technique // Proceedings of International Conference on Application of Photonic Technology 4 (ICAPT, Quebec City, Canada, 12-16 June 2000). SPIE. Digital Library, 2000. PP. 396-404. DOI:10.1117/12.406431Wuilpart M., Rogers A.J., Megret P., Blondel M. Fully distributed polarization properties of an optical fiber using the backscattering technique // Proceedings of International Conference on Application of Photonic Technology 4 (ICAPT, Quebec City, Canada, 12-16 June 2000). SPIE. Digital Library, 2000. PP. 396-404. DOI:10.1117/12.406431Wuilpart M., Crunelle C., Megret P. High dynamic polarization-OTDR for the PMD mapping in optical fiber links // Optics communications. 2007. Vol. 269. Iss. 2. PP. 315-321. DOI:10.1016/j.optcom.2006.08.041Wuilpart M., Crunelle C., Megret P. High dynamic polarization-OTDR for the PMD mapping in optical fiber links // Optics communications. 2007. Vol. 269. Iss. 2. PP. 315-321. DOI:10.1016/j.optcom.2006.08.041Wai P.K.A., Menyuk C.R. Polarization mode dispersion, decorrelation, and diffusion in optical fibers with randomly varying birefringence // Journal of Lightwave Technology. 1996. Vol. 14. Iss. 2. PP. 148-157. DOI:10.1109/50.482256Wai P.K.A., Menyuk C.R. Polarization mode dispersion, decorrelation, and diffusion in optical fibers with randomly varying birefringence // Journal of Lightwave Technology. 1996. Vol. 14. Iss. 2. PP. 148-157. DOI:10.1109/50.482256

The authors declare that there are no conflicts of interest present.