Modulación de fase para el desorden de polarización periódico y mitigación del ruido en sensores de fibra de...

Área de la Ciencia:

• Óptica y Fotónica
• Detección de Fibra Óptica
• Procesamiento de Señales

Sus antecedentes:

• El ruido de polarización es un desafío importante en los sensores de fibra de análisis de dominio de tiempo óptico de Brillouin (BOTDA).
• El desorden de polarización periódico (PS) es una técnica conocida para mitigar estos problemas de ruido.
• Los métodos existentes, como la modulación acusto-óptica (AOM), pueden introducir complejidad y efectos no locales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método simplificado y más eficaz para generar desorden de polarización periódico.
• Reducir la complejidad del sistema y aliviar el efecto no local en los sensores BOTDA.
• Mejorar la relación señal/ruido (SNR) y la precisión de la medición de los sistemas BOTDA.

Principales métodos:

• Se utilizó la modulación de fase aprovechando las eficiencias de modulación diferenciales de los ejes rápido y lento de un modulador de fase para generar PS periódico.
• Se comparó el rendimiento del nuevo PS basado en modulación de fase con el PS aleatorio y un enfoque anterior basado en AOM.
• Se cuantificó la mejora en la relación señal/ruido (SNR) y la reducción en el error de medición del desplazamiento de frecuencia de Brillouin (BFS).

Principales resultados:

• El método de modulación de fase para PS periódico redujo la complejidad del sistema y el efecto no local en comparación con el enfoque AOM.
• Se logró una mejora aproximada de 4 dB en la relación señal/ruido de la ganancia de Brillouin en comparación con el PS aleatorio.
• Se evitó un error de medición de desplazamiento de frecuencia de Brillouin de ~4 MHz observado con el método basado en AOM.

Conclusiones:

• La modulación de fase es una técnica viable y ventajosa para generar desorden de polarización periódico en sensores BOTDA.
• Este método ofrece una SNR y una precisión mejoradas, lo que lo convierte en una alternativa superior al PS aleatorio y a las técnicas AOM anteriores.
• El diseño simplificado del sistema y la reducción del efecto no local contribuyen a aplicaciones de detección de fibra más robustas y precisas.