FPGA实现的分布式光纤传感系统偏振控制与定位精度提升

"基于FPGA的分布式光纤传感系统偏振控制研究" 本文主要探讨了一种针对分布式光纤传感系统中偏振问题的解决方案，该系统基于双马赫-曾德尔干涉原理。在分布式光纤传感中，偏振退化和偏振相位漂移是常见的性能瓶颈，它们严重影响了系统的定位精度。为了克服这些问题，研究者提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的高效偏振控制方法。 该方法的核心是运用偏振控制器反馈技术，通过监测两路光信号的反馈值来作为控制输入。结合改进的和声搜索（Improved Harmony Search, IHS）算法，能够快速地进行算法迭代，以调整偏振控制器的状态。FPGA的硬件并行结构和流水线技术在此过程中发挥了关键作用，极大地加速了算法执行速度，使得偏振控制时间缩短至约0.7808秒。 实验结果显示，应用这种新型偏振控制策略后，系统的定位精度显著提高，达到了±20米以内。这表明，该方法成功地消除了偏振效应对定位性能的负面影响。此外，将FPGA作为系统控制核心取代了传统的计算机，不仅提升了数据处理速率，还缩短了偏振控制时间，提高了系统的整体集成度。这一改进对于实现偏振控制仪器的小型化具有重要意义。 关键词涵盖了传感器技术、分布式光纤传感、偏振控制、FPGA的应用、改进和声搜索算法以及定位误差等核心概念。文章的中图分类号为TN29，文献标识码为A，DOI为10.3788/CJL201845.0510002，这些信息表明该研究论文属于光学和激光技术领域的专业学术文章。 这篇研究论文为分布式光纤传感系统的偏振控制提供了新的思路，通过FPGA的高效计算能力，实现了快速且精确的偏振状态调整，有助于提升系统的性能和小型化设计。