光纤电压传感器传感头优化与热致非互易误差抑制

作     者：杨汉瑞 董春君 黄蔚梁 王建青 郭宜昌 韩泽庭 YANG Hanrui;DONG Chunjun;HUANG Weiliang;WANG Jianqing;GUO Yichang;HAN Zeting

作者机构：东北电力大学自动化工程学院吉林吉林132012 中国电建集团江西省电力设计院有限公司电网工程分公司江西南昌330096 中国航天科技集团公司第九研究院十六研究所陕西西安710100 

基　　金：吉林省自然科学基金(YDZJ202101ZYTS140) 国家自然科学基金青年基金(61703090)资助项目 

出 版 物：《光电子．激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2023年第34卷第8期

页      码：809-815页

摘      要：针对普通光纤电压传感器在外界温度扰动下其输出精度和稳定性会受到严重影响这一问题,本文提出了一种采用保偏光子晶体光纤(polarization maintaining photonic crystal fiber,PM-PCF)作为传感光纤的传感头优化方法抑制温度扰动下的系统非互易误差。在综合考虑PM-PCF与传统熊猫型保偏光纤(panda polarization maintaining fiber,panda-PMF)尾纤间的熔接损耗、传输损耗以及现有工艺条件下的光纤制备等问题的基础上,优化得到了与panda-PMF间的熔接损耗低至0.14 dB的PM-PCF;并对比分析了这两种保偏光纤的双折射温度依赖特性,建立了全光纤类型的光学电压传感器(fiber optic voltage sensor,FOVS)热致系统误差输出模型,分析验证了PM-PCF在解决反射式逆压电型FOVS热致非互易问题的可行性。结果表明,采用PM-PCF优化后的FOVS热致非互易误差约是传统保偏光纤电压传感器的10^(-2)量级。这在提高系统输出精度和稳定性等方面具有显著优势,同时这种低损耗的优化方法在光纤传感及通信等领域具有重要的应用价值。

主 题 词：电压测量 光纤电压传感器 保偏光子晶体光纤(PM-PCF) 热致误差抑制 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

D　O　I：10.16136/j.joel.2023.08.0437

馆 藏 号：203123077...