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偏振光时域反射技术(POTDR)是一种通过检测光纤后向瑞利散射光的偏振态来实现分布式光纤传感的技术。由于光纤的双折射的存在,光纤各个位置后向瑞利散射光的偏振态各不相同,当光纤某个位置出现扰动时,通过对扰动前后瑞利散射信号偏振态的分析可以实现对扰动位置和扰动特征的传感。POTDR具有灵敏度高,动态范围大,特别适合测量振动等特点,因而在安防监测,大型建筑健康检测等应用中具有明显的优势。由于在POTDR系统中光纤前端传输光波偏振态的变化会影响到光纤后端光波的偏振态,因此光纤上第一个振动点导致的散射光偏振态变化会淹没之后的振动点导致的偏振态变化。在POTDR系统测量振动时,对于多点振动的测量,特别是多点同频振动的测量一直是一个难点。论文提出了一种优化POTDR波片仿真模型。对用于研究光纤通信的传统仿真波片模型提出了优化方案,使优化波片模型更加适合用于POTDR的仿真研究。具体优化包括1.既保证波片模型的双折射轴的方向是连续变化的,又使得不同波片间双折射轴的方向是完全随机的。2.不同波片的平均拍长相等,波片内光纤各处的拍长符合瑞利分布。3.圆双折射与线双折射的相对大小关系为波片内相同,不同波片间符合高斯分布。论文通过传统模型仿真结果,优化模型仿真结果以及POTDR系统的实验结果的对比,论证了优化波片模型的正确性以及在研究POTDR系统时的优越性。将频谱分析的方法用于POTDR传感可以实现对多点振动的传感,但该方法不能实现对同频振动的测量。本文提出了一种基于相位分析的方法实现了POTDR系统测量两点同频振动。通过相位分析的方法实现两点同频振动测量具体步骤包括1.采用傅里叶变换(FFT)得到POTDR信号的频谱。2.根据频谱功率设定阈值滤除光纤中的偏振不敏感点。3.通过分析每个频率振动信号的相位实现对第二个同频振动点的测量。论文从理论上分析了该方法的可行性,并且通过对实验信号的处理成功实现了两点同频振动的测量。