成分含量近红外快速检测技术及系统的研究

研究了基于声光可调谐滤光器(AOTF)分光原理的成分含量近红外检测技术及其系统组成，重点讨论了采用新颖的光电结合的调制方法提高衍射光的分离纯度和效率，以提高系统的光谱信噪比和光谱分辨率。同时文中介绍了近红外检测技术中不可分割的软件部分——化学计量学建模方法。最后通过对牛奶主要成分含量的实际测量验证了测量方法的有效性，实验结果表明，测量时间为30秒／样品，各成分含量的测量精度和重复性误差均能满足牛奶主要成分的实际测量要求。     

美国BRIMROSE公司中国代理商——济南爱德林科技有限公司

全球光／电技术领域的领先者——美国BRIMROSE公司，一直致力于近红外光谱技术的应用研究和产品开发，其产品已广泛应用于石油化工、化学／聚脂、烟草、医药、农业／种子、食品／饮料、造纸、饲料、煤炭和纺织品等工业领域。该公司最新研制应用的“声光可调滤光器”(AOTF)技术，被业界誉为“九十年代近红外光谱仪最突出的进展”。该技术使相关工业领域的在线质量控制和现场品质检测成为现实。     

运用声学可调谐滤光器进行快速面光谱探测的研究

本文介绍了一种声光可调谐滤光器作为色散元件的新型快面光谱光谱探测系统的设计，并详细阐述了它的设计思想和实现方法。     

声光可调谐滤光器的原理与特性

概述了声光相互作用,介绍了声光可调谐滤光器（ＡＯＴＦ）的原理、结构、特性及应用。     

近红外光谱检测中声光可调谐滤光器性能研究

旁瓣是声光可调谐滤光器的重要性能指标。根据在声光相互作用通道上 ,声强分布不同 ,其旁瓣特性将不同 ,因此可通过改变换能器的形状来改变声强分布。先定量计算了不同形状换能器产生的声强 ,并根据计算设计了不同形状换能器的声光可调谐滤光器 ,然后通过实验得到它们的光学特性曲线 ,实验结果表明 ,改变换能器形状可以抑制旁瓣 (即切趾 )。     

基于FPGA的光纤衰减测试系统的研究

介绍了光信号在光纤传输中衰减的原理,设计了光纤衰减特性的测试系统.此系统采用现场可编程门阵列(FP-GA)进行模块控制,实现了高实时性和大吞吐量的数据采集与处理.并利用小波变换对采样数据进行去噪声处理.对光纤样品测量的实验结果表明,系统能有效检测光纤的损耗,同时具有实时性高、响应速度快、重复精度高等优点.     

纳秒声光调Q光纤激光器产生超连续谱

根据现有生成超连续谱方案的不足,搭建了一台全光纤结构的纳秒声光调Q激光器。该激光器中心波长为1 064.3nm,重复频率为20kHz,脉冲宽度为250ns;经过一级放大得到的输出功率为13.02 W。将信号光耦合进自行研制的高功率模场适配器(MFA),得到了10.7 W的信号光输出,耦合效率高达82.2%。将MFA与光子晶体光纤(PCF)熔接,得到了平均功率为5.43 W的超连续谱输出,光谱覆盖为900~1 700nm。由于实验采用的声光调制器(AOM)脉宽较宽,导致泵浦光峰值较低,非线性效应较弱,未能使超连续谱向可见光展宽。因此,建议采用较窄脉宽的AOM作为调Q元件来实现高峰值功率输出,以改善纳秒脉冲PCF产生的超连续谱特性。     

基于VC++的光谱成像中药检测系统的控制软件设计

为了实验的方便快捷、提高实验的效率、降低出错概率,设计了光谱成像中药检测系统的操作控制界面。光谱成像中药检测系统的两个主要组成器件为多光谱液晶滤光器和CCD摄像机。现采用VC++开发平台设计了多光谱液晶滤光器、CCD摄像机的控制界面,并实现二者的联动控制。该操作控制界面使用方便、友好,实现了整个系统的自动控制。     

运用声光可调谐滤光器进行快速面光谱探测的研究

本文介绍了一种以声光可调谐滤光器作为色《元件的新型快速面光谱探测系统的设计，并详细阐述了它的设计思想和实现方法。     

34km传感长度的布里渊光时域反射计的设计与实现

布里渊分布式光纤传感器是目前最具应用前景的分布式光纤传感技术之一,其关键是如何检测布里渊散射光信号,布里渊光时域反射计是其中较好的检测方式。针对布里渊散射光信号特点,应用光相干技术来检测布里渊散射光信号。具体采用微波电光调制产生频率可调的参考光,和散射光进行相干检测,根据散射光频移特性,应用电信号处理技术取出布里渊散射光电信号,并采用偏振控制技术来抑制相干检测的偏振相干性,再经过数字信号累加和平均处理,最后得到分布式传感信号。采用光相干检测设计方案实现了布里渊时域反射计分布式光纤传感器,并进行了34km光纤的分布式应变传感实验。     

光纤色散法测量闪烁体脉冲光谱

提出了一种利用光纤波长色散测量脉冲光谱的方法.由于具有较宽光谱的脉冲光在一定长度的光纤中传播时会发生波形展宽,需要根据测量和标定结果校正展宽的波形才能得到光源的实际光谱曲线.标定时首先利用ps级脉冲光源对测量系统进行时间响应标定,得到系统的时间响应函数;接着测量不同波长光的走时,得到不同波长的群折射率;最后测量光纤中的光谱衰减,得到各种波长的相对衰减或传输效率.利用以上3个标定结果,对波形进行数字逆卷积,并进行走时校正和衰减系数校正,即可对所得到的波形进行恢复.经实验测量和数据处理,得到了一种红光闪烁体的发光光谱曲线,其中心波长与用其他方法测到的中心波长的差小于2 nm,谱线形状基本一致.研究显示,在脉冲光的脉冲宽度远小于其色散展宽时,可以利用光纤的波长色散对脉冲光的光谱进行测量.     

非平衡光纤干涉仪臂差精确测量方法研究

为实现对光纤干涉仪臂差的精确测量,提出了一种采用基于F-P调谐滤波技术的光纤光栅解调系统来精确测量光纤干涉仪臂长差的方法.简要介绍了F-P调谐滤渡法的渡长解调原理,通过分析非平衡迈克尔逊干涉仪的工作原理,指出了输出干涉谱与臂差之间的关系,进而分析了光纤光栅解调仪对干涉仪臂差进行精确测量原理.实验表明该方法可以实现对干涉...     

基于双通道M-Z干涉仪的FBG光开关研究

为降低电光开光的插入损耗并提高性能,提出了一种基于双通道可调谐马赫-曾德(M-Z)干涉仪制作的光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)光开关,通过改变干涉仪中的可调电动光纤延迟线的延迟时间,实现滤波谱周期的可调谐。通过改变干涉仪其中一臂的延迟时间设定,该光开关能够实现对设定波长光波的开关功能。对光纤M-Z干涉滤波原理进行了理论分析,使用C波段宽带放大自发辐射光源对双通道可调M-Z干涉仪的性能进行了测试。结果表明,其可实现大范围及高精度的滤波调节功能。对基于双通道可调谐马赫-曾德干涉仪制作的FBG光开关,通过FBG开关性能检测系统实验,得到该光开关在波长为1 550nm处的输出光谱,光开关的消光比达到25dB。结果表明,该光开关能够实现大范围高精度滤波功能,具有高消光比、结构简单和易于调节等优点。     

Comparison of temperature distribution measurement methods with the use of the Bragg gratingsand Raman scattering of light in optical fibers

Two types of fiber-optical measurement systems are compared: a line with a large number of point sensors based on fiber Bragg gratings (FBGs) interrogated by a tunable continuous fiber laser and a distributed system based on optical time-domain reflectometry (OTDR) of the Raman scattering of radiation of a pulsed fiber laser. Methods for increasing the measurement accuracy with the use of additional calibration of the Bragg wavelength shift over a fiber interferometer in the FBG system and spectral filtration of the Stokes and anti-Stokes components of the Raman scattering with the use of spectral-selective fiber couplers in the OTDR system are proposed and implemented. Physical effects on system parameters are analyzed, compared, and optimized for applications with monitoring of the temperature distribution in turbogenerators and oil wells.     

双重滤波扫频光源的研制

扫频光源是目前光学相干层析成像的关键部分,其光谱带宽和瞬时线宽分别影响着成像系统的轴向分辨率和成像深度。在单一滤波器中,这两者相互制约。针对这一情况,提出了一个利用两种滤波器组合优化的扫频光源系统。以双半导体光放大器并联作为增益介质,将声光可调滤波器(AOTF)和法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)串联接入环形腔内进行双重滤波。其中AOTF的调谐范围和瞬时线宽均较宽,FFP-TF与之相反,经同步匹配设置后,两者协调工作,能够发挥各自的优势。通过搭建系统,获得了中心波长为1 316 nm的扫频激光输出,其光谱是1 235～1 380 nm,调谐范围是145 nm,瞬时线宽小于0.02 nm,扫频速度为1.35 kHz,输出光功率为0.48 mW。该扫频光源能够克服单一滤波器的固有缺陷,实现宽光谱带宽与窄瞬时线宽的有效统一,对成像综合性能的优化具有重要意义。     

可调谐光滤波器的研究进展

可调谐光滤波器在光纤通信及光纤光栅传感中发挥了重要的作用。对几种常用的可调谐光滤波器的原理、结构、性能和用途分别进行了介绍,最后给出了其发展趋势。     

Zigzag pattern of Brillouin OF sensor for spatial resolution enhancement

Brillouin optical fiber (OF) sensing technology shows superior potential for structural health monitoring with the advantages of distributed strain and temperature measurement, immunity of electromagnetic interference and so on. However most of current commercial Brillouin OF sensing systems have encountered spatial resolution bottleneck, which cannot deal with local high-precision measurement. A zigzag pattern of Brillouin OF sensor is developed explicitly for spatial resolution enhancement in this paper, and a relative zigzag optical fiber sensor is produced and packaged by fiber reinforced polymer (FRP). Their characteristics are studied by using the strain measurement of one small-size uniform strength beam. From the experiments, the zigzag pattern exhibits excellent performance for strain measurement with high-precision and enhances the spatial resolution to a certain degree without changing the Brillouin sensing instrument’s performance itself.     

∝型平坦展宽频谱可调全光时延线

根据全光网交换和高速时分复用技术对时延调节的需求,提出一种新的基于光纤非线性效应的∝型全光再生可调时延线。该时延线由小段高非线性光纤、色散补偿光纤、光纤光栅滤波器和光纤放大器等构成;利用自相位调制、小量群速度色散效应、以及光波分裂效应获得携带近似线性时延的平坦化展宽光谱,并在波长可调谐光纤光栅的配合下实现时延控制,同时具有对工作波长进行适当变换的功能。单皮秒脉冲演变数值分析显示其在10nm的波长范围内的调节量可达300ps以上,在40Gbps脉冲序列仿真传输实验中Q值可达23.6。仿真实验结果表明:设计的时延线在保证输出脉冲质量仍然良好(比特误差率(BER)10-12)的情况下获得了较大的时延调节量,能满足全光网和高速时分复用系统的需求。     

Note: improving spatial resolution of optical frequency-domain reflectometry against frequency tuning nonlinearity using non-uniform fast Fourier transform

We propose using non-uniform FFT to minimize the degrading effect of frequency tuning nonlinearity of a tunable laser source (TLS) in an optical frequency-domain reflectometry (OFDR) system. We use an auxiliary interferometer to obtain the required instantaneous optical frequency of the TLS and successfully demonstrate 100 times enhancement in spatial resolution of OFDR with only a 20% increase in computation time. The corresponding measurement reflectivity sensitivity is better than -80 dB, sufficient to detect bending induced index changes in an optical fiber.     

Study on pump optimizing for Bi/Er co-doped optical fiber

Bi/Er co-doped optical fiber is one of the solutions for wave band extending technology which is very important for fiber amplifiers, lasers and communication system. Pump option can alter emission band of the Bi/Er co-doped fiber. In this paper, optimization of pump wavelength is proposed. A high Bi concentration co-doped Bi/Er optical fiber is tested as a sample to demonstrate pump wavelength influence to the emission spectrum band. An optical fiber measurement system is provided to measure out characteristics of active optical fibers. And some useful results and parameters of pump optimizing for Bi/Er co-doped optical fiber are discussed in detail. From this research, optimized pump wavelength is suggested around 1350 nm to get a wider continue spectrum covers from 1300 nm to 1600 nm.