Passive polarisierte faseroptische Abtastung

Optische Frequenzbereichsreflektometrie (OFDR)-Faseroptiksensorik hat sich in vielen Bereichen als äußerst vorteilhaft für die simultane Live-Mehrpunktüberwachung erwiesen. Eine kritische Schwäche der interferometrischen faseroptischen Erfassungsmethoden besteht darin, dass sie anfällig für Fehler durch äußere Einflüsse sind, die eine Doppelbrechung in polarisiertes Laserlicht einführen. Derzeit kann dies durch aktive Polarisationssteuerung gemildert werden, aber die Hardware ist kostspielig und erfordert deutlich mehr Komponenten, deren Anzahl und Kosten mit zunehmender Sensoranzahl zunehmen.

OFDR-Sensorfasern haben viele Sensorpunkte entlang ihrer Länge und können so konfiguriert werden, dass sie gleichzeitig viele Dinge wie verteilte Dehnung, Temperatur und das Vorhandensein von Chemikalien messen. Nicht polarisiertes OFDR erleidet eine Verzerrung der Laserlichtpolarität an Verbindungen, Komponenten, Biegungen und insbesondere an Stellen entlang von Sensorfasern, wo raue Umgebungsfaktoren die Kristallstruktur der Faser physikalisch beeinflussen können.

Es wurde ein neues passives polarisiertes faseroptisches Sensorsystem entwickelt, das die gleichen Ergebnisse wie ein aktives Polarisationssystem mit minimalem zusätzlichen Hardwareaufwand liefern kann, unabhängig von der Sensorkapazität. Die Technologie kombiniert optische Algorithmen und handelsübliche Komponenten, um die Identifizierung verschiedener Polarisationszustände (Doppelbrechung) zu ermöglichen, und filtert Daten für diesen Verzerrungseffekt, indem sie ein zu 100 % polarisationsdiverses Sensorsystem schafft. Das Ergebnis ist die Eliminierung von Messfehlern aufgrund von Polarisationseffekten im faseroptischen System. Da die Technologie außerdem Polarisationsänderungen entlang einer Reihe von Sensoren genau verfolgen kann, kann sie sich bei der Anwendung neuer Sensortypen wie Druck, Verdrehung und Biegung entlang der Sensorfaser als nützlich erweisen.

Dieser Ansatz trennt das Signal unter Verwendung einer kommerziellen 3-Achsen-Polarisationsfilteranordnung in drei 60-Grad-Polarisationen. Das von einer Sensorfaser zurückkehrende Licht wird in drei gleiche Richtungen aufgeteilt und jedes Drittel der Rückkehr wird linear gefiltert, bevor es optoelektronisch umgewandelt und verstärkt wird. Die Linearfilter an den drei Splitterausgängen sind bei 0°, 60° und 120° in Bezug auf den Querschnitt der aus dem Splitter austretenden Fasern positioniert. Die Informationen aus den drei Signalen werden verarbeitet, um ein umfassendes Verständnis der Doppelbrechungseffekte über die gesamte Sensorlänge zu ermöglichen.

Diese Technik bietet die gleichen Vorteile wie die aktive Polarisationssteuerung mit sehr geringen Änderungen an früherer Hardware, die in herkömmlichen OFDR-Systemen zu finden ist. Die zur Implementierung des neuen Ansatzes verwendete Hardware ist kostengünstiger als ein OFDR-System, das eine aktive Polarisationssteuerung implementiert, da weniger teure, passive, nicht polarisierte Komponenten die gleichen Ergebnisse erzielen.

Die NASA sucht aktiv nach Lizenznehmern zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte wenden Sie sich an den Licensing Concierge der NASA unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann. oder rufen Sie uns unter 202-358-7432 an, um Lizenzierungsgespräche zu initiieren. Folgen Sie diesem Link hier für mehr Informationen.