光纤电流互感器中偏振串音影响及抑制方法

"保偏延迟光纤环偏振串音对光纤电流互感器的影响" 本文主要探讨了保偏延迟光纤环在光纤电流互感器（FOCS）中的应用及其对变比误差的影响。光纤电流互感器是利用光纤的光电转换特性来测量电流的一种设备，具有高精度、抗电磁干扰等优点。在FOCS中，保偏延迟光纤环是关键组件，其作用是维持特定的光路相位关系以实现精确的电流传感。 首先，文章基于保偏延迟光纤环的偏振耦合模型，分析了环内幅值较大的互易性寄生波列对光强干涉的影响。这种干涉效应直接影响到互感器的变比，即输入电流与输出光信号强度的比例关系。作者发现延迟环的偏振串音，即不同偏振态之间光功率的非理想传输，会显著改变光路的相位，从而导致变比误差。 为了理解这种现象，文章深入研究了延迟环偏振串音的温度相关性。由于光纤材料的热膨胀系数和折射率随温度变化，环内光路长度会受到温度影响，这将加剧偏振串音对变比的影响。为了保证在宽温范围内互感器的变比误差不超过0.2%，文章提出，延迟环的偏振串音应小于-30分贝。 为了解决这一问题，作者提出了一系列抑制偏振串音的措施。这包括在绕制延迟环时降低绕环张力，减少胶的使用，以及选择具有低温度系数的骨架材料。这些方法能有效减小环内应力，降低因温度变化引起的光纤尺寸变化，从而改善互感器变比的温度稳定性。 实验结果显示，通过实施上述优化措施，互感器在-40℃至70℃的温度范围内，变比的变化量从0.63%显著降低到0.07%，显著提高了互感器的温度稳定性。这些研究结果不仅为光纤电流互感器的设计提供了理论指导，也为实际生产过程中的工艺改进提供了实践依据。 本文对于理解和优化光纤电流互感器的性能，特别是如何通过控制保偏延迟光纤环的偏振串音来提高其工作稳定性和精度，具有重要的理论和实践价值。这对于推动光纤电流互感器在电力系统和其他高精度电流测量领域的广泛应用具有积极意义。