白光照明和CCD投影成像在线检测聚合物光纤

提出了用白光照明ＣＣＤ投影成象对聚合物光纤在线检测的方法，阐述了其测量原理。介绍了球面镜聚光法，光学成象放大，数值量化电路结合边界处理软件及最佳积分时间等方法来提高测量精度。实验结果表明测量聚合物光纤直径范围为０．２～２ｍｍ，精度可达１０μｍ左右。     

白光照明和CCD投影成象在线检测聚合物光纤

提出了用白光照明CCD投影成象对聚合物光纤在线检测的方法,阐述了其测量原理.介绍了球面镜聚光法,光学成象放大,数值量化电路结合边界处理软件及最佳积分时间等方法来提高测量精度.实验结果表明测量聚合物光纤直径范围为0.2～2mm,精度可达10μm左右.     

基于光纤干涉仪的振动测量技术

本文介绍了基于光纤Mach-Zchndcr干涉仪的振动测量系统,用线阵CCD测量条纹动态位移,实现了光纤干涉条纹图像的连续采集.针对干涉条纹图像噪声的特点完成了低通滤波器的设计、图像的平滑处理,消除了干涉条纹中心的定位误差.文章绘制了干涉条纹位移曲线并对其进行了离散傅里叶变换,给出了所测振动的频谱特性.最后讨论了测量系统的灵敏度以及影响测量精度的因素,为了能够辨别条纹的移动方向,指出了条纹最大允许的移动速度限制,给出了实验结果.     

矢量调制法的测量精度研究

以使用光纤陀螺进行地速测量为例，介绍矢量调制法原理，研究矢量调制法测量机理。理论分析和实验结果表明，使用适当的数据算法和增益可以提高测量系统的绝对精度，并且测量系统的相对精度高于绝对精度。矢量调制法经过调制一解调，使用频域方法去除了偏置、漂移等测量误差，可提高测量精度。矢量调制法的理论分析与实验分析结果一致，正确地进行了高精度测量。     

光纤位移传感器在喷油器针阀升程测量中的应用

传统的柴油机喷油器针阀升程测量方式多为接触式，文中提出运用光纤位移传感器进行喷油器针阀升程的测量，重点介绍了先纤位移传感器的原理、测量系统的组成、检测电路的特点等，实践表明，光纤位移传感器在喷油器针阀升程测量中的运用，实现了非接触测量，测量精度大大提高。     

基于线阵CCD及嵌入式Linux系统的圆钢测径系统研究与设计

在圆钢材料的生产过程中,圆钢外径测量是极为重要的环节。为提高圆钢在线测径的效率及测量精度,设计了基于线阵CCD及以S3C2440为硬件核心的嵌入式Linux操作系统的圆钢外径测量系统,解决了传统圆钢测径方法中接触式测量的一些局限,且经实验验证,系统实现了线阵CCD非接触式圆钢外径测量,测量结果准确、精度高、稳定性好且人机交互界面友好,可方便地显示测量结果并对实验数据进行处理,具有自动测量、结构简单、小型化、非接触式等特点。     

阵列光纤传感式多通道脉冲分光颜色测量系统

开发了一种用采脉冲氙灯光源照明，多元阵列光纤作为多通道接收器的光纤型脉冲多通道快速分光颜色测量系统。该仪器的色分辨率高，动态范围大，色品坐标精度为０．００２，测量光谱范围为３８０～７８０ｎｍ，光谱分辨率为１０ｎｍ，测量时间几个毫秒，测量时间间间隔小于５ｓ。它能测量较暗物体和荧光物体的颜色，也能进行脉冲光源的相对光谱功率分布的测量，并能给出各种标准照明体和各种色度系统下的色度参数。     

利用二次曲线拟合的CCD图像亚像素提取算法

在图像测量系统中，测量系统的精度与边缘提取的精度成正比关系，普通算法的精度为像素级，现在最常用的亚像素算法是重心法。本文提出了一种利用二次曲线拟合方法的亚像素边缘提取算法，介绍了算法的推导过程，并给出了实验结果。     

聚合物光纤网络器件及其通信链路系统

通过自行研制的聚合物光纤波长转换器和集线器,实现了石英光纤传输介质到聚合物光纤传输介质的工作波长转换,以及多路聚合物光纤传输信息的交换和局域网信息的全聚合物光纤传输。系统测试结果显示,数据交换传输速率达到100Mbps,通信眼图清晰。链路系统传输信号随传输距离成指数衰减,与聚合物光纤的光强衰减规律一致。用商用的发射接收器测得传输距离达到60m以上。聚合物光纤弯曲半径为25mm时,给系统接收端接收信号强度带来0.1~0.4dB的衰减,表明聚合物光纤弯曲对链路系统工作影响较小。     

基于机器视觉的光纤端面几何参数测量研究

研究了一种基于机器视觉的光纤几何参数测量方法。该方法运用数字图像处理算法,首先,读取光纤端面图片,采用Deriche边缘检测算法进行图像分割;然后,利用去伪边缘算法完成对有效边缘的提取及合并;最后,进行曲线拟合,完成对光纤端面几何参数的测量。实验结果表明：该方法操作简便,算法复杂度低,光纤端面边缘拟合精确度较高,数据检测速度快,可以精确高效地检测出光纤端面几何参数的数据,对涂覆层直径的重复测量精度可达0.021μm,涂覆层圆度重复测量精度可达0.043%。     

Expanding the realm of fiber optic confocal sensing for probing position, displacement, and velocity

We describe a fiber optic confocal sensor (FOCOS) system that uses an optical fiber and a lens to accurately detect the position of an object at, or close to, the image plane of the fiber tip. The fiber characteristics (diameter and numerical aperture) and optics (lens F/# and magnification) define the span and precision of the sensor and may be chosen to fit a desired application of position and displacement sensing. Multiple measurement points (i.e., fiber-tip images) may be achieved by use of multiple wavelengths in the fiber, so that each wavelength images the fiber at a different plane due to the chromatic dispersion of the optics. Further multiplexing may be achieved by adding fibers on the optical axis. A FOCOS with multiplexed fibers and wavelengths may also be used for velocity measurements.     

Improvement on Azimuth in Rotary Inertial Navigation System Using Photoelectric Encoder and Fiber Optic Gyro

For its obvious high accuracy in a long term, rotary inertial navigation system becomes popular. However, as errors increasing with time are changed into periodic errors with zero mean, the accuracy of its azimuth angle decreases in view of short term and can’t fully satisfy the need of users such as flight control system. The precision of azimuth angle is studied by analyzing its influence factor and establishing the scale factor error model and drift models of fiber optic gyro and the measurement error model of photoelectric encoder. Correction for fiber optic gyro and photoelectric encoder based on their mutual assistance is designed to improve the short-term accuracy of rotary inertial navigation system’s azimuth angle. Experimental results in a fiber optic gyro based rotary inertial navigation system verify the proposed method.     

温度应变同时测量的光纤光栅系统的研究

为了同时传感温度和应变,在同一根光纤的两个不同地方写入相同的Bragg光栅,设计制成一种特殊机构的传感系统。由于测量结构特殊,两处光纤光栅的反射峰具有成比例的应变响应系数和不同的温度响应,测出温度后,应变也同时算出。实际测量表明,该系统结构简单,测量精度高,能进行实时测量。     

扫描近场光学显微镜光纤探针的制作与分析

描述了制作扫描近场光学显微镜光纤探针的两种简便有效的方法－－带保护层的化学腐蚀法和光纤熔接机拉锥法,从实验中比较、分析了两种制作方法的优缺点,实验表明这两种方法均能制作出针尖直径为５０ｎｍ左右的光纤探针。     

聚合物光纤折射率分布的显微成像测量方法

结合多模聚合物光纤芯径粗(1mm)的特点,考虑传输损耗小的泄漏模式,对泄漏模修正理 论进行简化,并用简化的结果对显微成像法获得的光纤端面出射光强分布进行处理,恢复出其折射率分布,该方法的测量精度在10-3以上。     

基于显微光学成像的微细纤维测量识别系统光源优化研究

显微光学成像的纤维识别系统的照明光源,对成像质量有很大影响。由于单个LED光源发光功率有限,且在照射面的光分布不均,导致系统采集到的微纳米级纤维(单丝平均直径15～40μm)图像模糊,影响测量与识别结果的准确性。根据LED的光学特性,对系统的照明光源进行优化设计,设计了3种不同的LED平面光源阵列,并根据LED阵列光源在照射面上的照度表达式,仿真模拟给出LED阵列的照度分布,并以实验进行验证,对系统实际检测的图像进行图像识别处理和图像参数峰值信噪比评价,给出优化结果。研究结果表明,优化后的LED平面光源阵列有效地解决了照度不均导致的微细纤维图像模糊识别不清的问题,优化后得到的纤维样品图像边缘清晰,有效提高了系统检测纤维样品的图像质量,为微细纤维测量识别与研究提供了新的途径。     

光纤望远系统设计

结合以大截面光纤传象束作为中继传象元件的光纤望远镜研制，阐述了光纤望远系统的组成和成象原理；提出了为实现系统具有较高的光学性能，良好的传象质量，在设计上应作的考虑和措施，其中包括系统光学参数确定和结构的选择，此外，还讨论了光纤望远系统中的一些特殊问题，如光束限制，调焦及象质改善等。     

大型结构应变场光纤分布监测系统

研究了一种用于大型工程结构应变、变形状态监测的基于光时域反射技术的分布式光纤应变传感系统。设计了一种新型的光纤微弯传感器结构,用于对沿传感光纤分布各测量点的应变信息进行提取;在此新结构的基础上,了全光纤型应变传感器串行阵列,以对构件应变测量和安全监测为主要目标,建立了起了分布光纤应变实时监测系统,进行了系统实验了得到了良好的结构。