Reflectometry based on a frequency-shifted interferometer using sideband interference

Abstract

Frequency-shifted interferometry has shown great potential in optical fiber sensor multiplexing. In this letter, we propose and demonstrate a frequency-shifted interferometer (FSI) based on sideband interference. Comparing with previous implementation of FSI based on a Sagnac interferometer, this scheme is much simpler and compact. By scanning the driving frequency of a LiNbO3 phase modulator in the range of 4.5-5.5 GHz, we demonstrate a spatial resolution of 0.1 m, which is 50 times better than the previously reported results.

Microwave Photonic Polyharmonic Systems for Interrogation of Complex Sensors, Based on Fiber Bragg Gratings. Part 2. Unified Field of Complexed Sensors

“…Интерферометрия со сдвигом по частоте FSI [37,[41][42][43][44][45]] позволяет извлечь из информационного сигнала данные как о местоположении, так и о коэффициенте отражения нескольких, даже спектрально пере-крывающихся, решеток. В отличие от методов, приведенных выше, FSI основывается на интерференции Саньяка.…”

“…В отличие от WDM, могут опрашиваться несколько датчиков, даже когда их спектры перекрыва-ются. В разнообразных схемах FSI использовались акустооптический модулятор (АОМ) для получения сдвига по частоте в интерферометри-ческой схеме Саньяка [37] (получено пространственное разрешение порядка 5 м, определяемое шагом частоты сканирования модулятора и использованием перестраиваемого источника излучения на длине дат-чика до 0,6 км), фазовый электрооптический модулятор для создания интерференции боковых полос [41] (получено пространственное раз-решение порядка 0,1 м при использовании одноплечевой схемы дли-ной до 50 м, узкополосного источника излучения и перестраиваемого фильтра), амплитудный электрооптический модулятор для создания интерференции боковых полос [45] (получено пространственное раз-решение порядка 0,2 м при использовании одноплечевой схемы до 1,22 км, широкополосного низкокогерентного источника излучения, состоящего из набора отдельных линий излучения).…”

Frequency-Shifted Interferometry — A Versatile Fiber-Optic Sensing Technique

“…A Fourier transform on I can separate the interference signal contributed by light from each path, and in the Fourier spectrum, we can learn the length and optical loss associated with an individual path from the location and amplitude of a Fourier component, respectively. Above idea proves to be very useful for fiber-optic sensing [30–37]. In this section, we shall explain the operation of several FSI implementations and show their applications.…”

“…The other area is the development of sensing systems that are intended to effectively detect sensor signals, analyze and interpret them. Frequency-shifted interferometry (FSI) is a fiber-optic sensing technique developed in our group [30–37]. It belongs to the latter category.…”

“…The setup of FSI is simple—its key components only include a continuous-wave (CW) light source, an optical frequency shifter, and a slow detector. It has been shown to be valuable in many sensing applications such as fiber length and dispersion measurement [30], locating weak reflections along a single fiber link [31,37], fiber-optic sensor multiplexing [32–34], and cavity ring-down measurement [35,36]. FSI can solve some of the issues raised by conventional fiber-optic sensing schemes.…”