POTDR技术是在OTDR技术的基础上发展起来的。与OTDR技术不同，它测量的是脉冲光在光纤沿线产生的瑞利散射光的偏振态沿光纤长度上的变化。由于光纤中光波的偏振态对温度、振动、应变、弯曲、扭转等的变化非常敏感，所以POTDR技术可用来测量光纤沿线此类事件的变化情况。
光纤传感中的偏振光时域反射（POTDR）技术简介
一、单模光纤中的偏振态
从波动光学的观点来看，光是电磁波，光矢量与光传播方向垂直，由电场矢量和光场矢量的对比看，光波具有偏振态。其偏振态是用其电场矢量端点的轨迹来描述的。横向分量大于纵向分量，，可将光波近似为具有偏振特性的横波。在垂直于光传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动状态，这些不同的振动状态就称为偏振态。常见的偏振态有线、圆、椭圆三种。
光纤中传输的光，由于光纤中纤芯与包层界面处切向分量连续，法向分量不连续，这种不连续的量造成场不连续，，把这种不连续场的解称为模式。只能传输一种模式的光纤称为单模光纤，光纤的偏振特性就只存在于单模光纤中。单模光纤传输沿光纤径向相互垂直的两个模式矢量场。但由于物理尺寸的不均匀，使得光纤径向上相互正交的两个矢量场在光纤中有不同的传播常数，他们在光纤中传播时会相互耦合，使总的偏振态沿光纤长度不断变化。光纤出现固有双折射是因为存在内部各向异性。而要使光纤中的偏振光传播时保持稳定的偏振态，则在垂直的轴向上的偏振光相位差应保持恒定。
二、POTDR传感技术
外部扰动会改变光纤的双折射，进一步改变光纤传输矩阵中的矩阵元素，因此光纤外部的扰动会最终反映在偏振态上。POTDR用脉冲激光器产生光脉冲，经过起偏器，保证注入光纤的传感脉冲为完全偏振光。检偏器用来使特定偏振态的散射光通过。偏振光耦合进光纤后，光纤受外部环境影响会改变其中背向散射光的偏振态，能够经过检偏器的光就发生了变化。就可以据此探测光纤的扰动传感。
从应用上来看，POTDR主要是测量与光纤中光波偏振态有关的物理量，在电压测量、持续振动、快速扰动及光纤中偏振模色散测量中有所应用。利用光纤的二阶横向电光效应，把单模光纤或液体芯光纤弯曲成螺旋型，放置在高压线路附近。电压会引起光纤中光波偏振态的变化。光纤在弯曲成螺旋形时，离线路越远，螺纹间距越大，高频率的振动测量，使用POTDR也是不错的选择。基于频谱分析的POTDR系统具有灵敏度高，对外界干扰反应及时、抗噪能力强，可测量频率高达5kHz的振动。
在偏振模色散测量中，主要是解决双折射对高速传输的影响。由于光纤中存在双折射，脉冲光在光纤中传播时，其相互垂直的两个模式的传播常数并不相同，因而导致脉冲光展宽，产生偏振模色散（PMD）。可用POTDR技术测试现有的系统，测试PMD，替换掉PMD较大的部分。
（声明：本文部分图表参考自CNKI或SPIE数据库论文，期刊卷及DOI编号都已在引用部分标出；本公司可提供分布式光纤传感系统，配合各种工程实践研究，价格优惠，性能优异，如有需要，欢迎采购！）
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