马赫-泽德干涉仪下的分布式光纤传感器相位差检测算法

本文主要探讨了"椭圆拟合算法确定分布式传感系统输出信号相位差"这一主题，由杨婷婷作为主要作者，她的研究背景是北京邮电大学信息光子学与光通信研究院，专注于光纤传感器中的信号处理领域。研究的核心是基于马赫-泽德干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer, MZI）结构的分布式光纤传感系统，这是一种利用光信号相位变化来监测光纤周围环境的重要技术。 马赫-泽德干涉仪是一种常用的光学器件，它通过分束、干涉并重新合并光信号，可以实现微小长度变化的高灵敏度测量。在分布式光纤传感系统中，通过测量传感光纤上传播的光信号相位差，能够实时感知到环境中的微小扰动，如入侵事件，从而实现早期报警和精确定位。 文章的关键步骤是首先介绍了马赫-泽德干涉型光纤传感系统的原理，然后针对3×3耦合器（通常在Mach-Zehnder干涉仪中使用）的输出信号建立了数学模型。椭圆拟合算法在此过程中发挥关键作用，通过对这些信号的数据处理，可以有效地提取出信号相位差的信息。通过实验验证，该算法显示出较高的精度，这对于确保传感系统的稳定性和提高报警的准确性至关重要。 关键词"马赫-泽德干涉仪"、"3×3耦合器"和"椭圆拟合"进一步强调了研究的核心技术手段，而"特征值"可能指的是在数学模型分析中用于描述信号特性的参数。这篇论文提供了一种有效的方法来提高分布式光纤传感系统的性能，对于实际应用中的安全监控和环境感知具有实际意义。