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对应用于分布式微振动传感的双M-Z型光纤传感器进行偏振分析，阐明光波偏振态随机变化导致时间差振动定位方法失效的原因。分析表明，光波偏振态随机变化引起两干涉输出的幅值波动，同时在两干涉输出间引入取值范围是-π～π的相位差，可使双M—Z型光纤传感器处于两个不同的工作点，造成同一相位调制产生两个不相关的干涉输出，导致基于信号相关的时间差振动定位方法失效。光路实验验证了理论分析的结果。