基于单边带调制的光毫米波产生及其传输特性研究

提出了一种新型单边带调制(SSB)产生光毫米波的全双工光纤无线通信(ROF)系统.利用射频(RF)信号驱动马赫-曾德尔调制器(MZM)产生偶数双边带信号,并通过技术基带信号调制到中心载波上,再与未被调制双边带的任一边带耦合产生光毫米波信号.理论分析发现,该毫米波的接收功率不会发生周期衰减.实验研究表明,经过50 km传...     

基于啁啾光纤布拉格光栅的宽谱光单边带调制方法

提出一种基于啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)的宽谱光单边带(OSSB)调制实现方法。光双边带(ODSB)调制信号经过同一CFBG两个相反方向的反射,利用偏振控制器(PC)实现两个方向偏振态的正交。这种双反射CFBG(DR-CFBG)结构可以滤出光载波与其中一个边带实现OSSB调制,同时消除了反射谱内的色散,避免了滤波引起的相位畸变。利用实验制作的线性CFBG搭建了DR-CFBG,实验数据仿真结果表明,本文方法可以实现宽谱基带信号与加载数据信息射频信号的OSSB调制,结果表明传输距离大于6km时,40Gb/s NRZ信号OSSB调制传输有明显优势;加载2.5Gb/s的NRZ信号,OSSB调制传输50km,误码率为10-9时,20GHz射频为载波的功率代价比10GHz低3dB,比40GHz低1.2dB。改进CFBG的边沿斜率可以更好地抑制边带残留,提高OSSB调制信号的传输性能。     

包层变化型光纤光栅传输特性研究

运用传输矩阵理论分析了一种包层半径变化的光栅结构。对包层形状变化取不同形式的光栅传输特性进行了模拟。研究发现,包层半径沿z轴非单调变化将比单调变化时具有更好的方波形反射谱;当半径变化因子g取0．1,包层形状为sin型及外加应力F为1．0N时,可以得到带宽为0．9nm,中心波长为1．55685μm的方波形反射谱。对光栅施加外力时的应变响应进行了研究,发现其对应力也是非常敏感的。     

折射率啁啾调制光纤光栅性能研究

从耦合模理论出发,详细推导出平均折射率调制啁啾系数、初始位置平均折射率调制系数和啁啾光纤Bragg光栅(FBG)周期啁啾系数之间的对应关系,并进行了数值模拟和实验研究。结果表明：通过对平均折射率调制系数进行啁啾控制,可以利用一块相位掩膜版制作出不同色散补偿量的FBG。     

基于窄带光纤光栅的微波载波单边带调制

利用窄带光纤光栅简单而有效地实现了RoF系统中单边带调制,克服长距离传输时的色散损耗.分析了RoF系统中双边带调制对系统带来的影响,以及单边带滤波对窄带光纤光栅反射光谱和反射率的要求.研究了采用基于窄带光纤光栅的单边带调制后,对不同调制方式、不同调制速率、不同传输距离的RoF传输系统性能的改善情况.实验研究表明,光纤光栅单边带调制在以16QAM调制的15GHz RoF系统中传输25km后,信噪比与双边带调制相比可提高约4dB.     

基于光纤光栅的沥青路面状态的实时监测

为了给沥青路面结构响应监测找到科学有效的测 试手段,本文进行了沥青路面响应光纤Bragg光栅(FBG)实时监测 的研究。应用单轴压缩试验对采用的FBG传感器进行标定,得到了标定方程。基于提 出的沥青路面 FBG传感器埋设方法,在沥青路面成功埋设了FBG传感器。将静载监测结果与BISAR 3.0程序 计算结果进 行了比较。对不同轴重、不同汽车行驶速度及不同温度条件下的沥青路面结构动力响应进行 了实时监测。结果 表明,提出的沥青路面FBG传感器埋设方案可使传感器的成活率达到87%;静载实测结果与 计算结果较为接近,FBG监测结果有效且能准确反映沥青路面各工况下的应变时程;当车速 降低8km/h时,路面应变响应降低达100με以上;而路面温度增 长8℃,路面的竖向变形增长了近200με。     

光纤光栅型DFB结构的研究

阐述了光纤光栅型分布反馈（ＤＦＢ）用结构的原理，并通过两种不同的方法实验获得了良好而相似的光谱特性。文中还从实用的角度讨论了两种方法的优缺点．     

应力测量的光纤光栅调谐技术的研究

光纤光栅波长调谐在光纤传感领域中具有重要意义和实用价值。从理论上分析了基于悬臂梁的光纤光栅波长调谐的基本原理,阐述了等强度悬臂梁调谐技术及其特点。基于光谱分析仪0.1nm的光谱分辨率的测量,实验结果与理论分析一致。实验装置构形简单、成本低,有较好的线性,易于定标和操作。     

光纤光栅型DFB结构的研究

阐述了光纤光栅型分布反馈(DFB)结构的原理,并通过两种不同的方法实验获得了良好而相似的光谱特性.文中还从实用的角度讨论了两种方法的优缺点.     

基于特殊悬臂梁的光纤光栅应力响应特性分析

分析了一种特殊结构的铝合金空心悬臂梁的受力原理.将光纤Bragg光栅(FBG)粘贴于悬臂梁上,在悬臂梁自由端施加载荷,对BGF的应力响应进行测试.实验结果表明,当所加载荷为200 g时,Bragg波长漂移了约为0.215 nm;而当梁不为空心时,其漂移量仅为0.019 nm,增敏约10倍左右.因此,如果使用弹性材料对FBG进行封装时,通过这种封装结构能够实现对FBG的压力增敏.     

光纤Bragg光栅应变传感研究

基于光纤Bragg光栅应变传感模型 ,利用泰勒级数展开法 ,将光纤Bragg光栅反射峰中心波长所满足的Bragg方程展开 ,得到了中心波长相对偏移量与应变增量之间的二次解析关系式 ,进而得到了光纤Bragg光栅一阶、二阶应变灵敏度系数的解析表达式 ,计算了一阶、二阶应变灵敏度系数的理论值 ;并将光纤Bragg光栅粘贴在悬臂梁上进行拉伸和压缩 ,得到了与应变对应的光纤Bragg光栅中心波长偏移量 ,通过线性和二次多项式拟合 ,得到了光纤Bragg光栅一阶、二阶应变灵敏度系数的实验值 ;各阶应变灵敏度系数的理论值与实验值吻合得到很好     

啁啾光栅解调的准分布式光纤Bragg光栅传感器

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)的应用范围.提出一种线性啁啾光栅(CFBG)解调的准分布式FBG传感系统.利用波导理论分析了CFBG特性;利用传输矩阵法推导了CFBG反射谱模型及波长与相位延迟的关系,并给出了相位延迟曲线.实验表明:所设计的系统应变测量范围为0～2000 με,温度测最范围为0～80℃;相位变化与被...     

新型光纤Bragg光栅振动传感系统

分析并实验研究了一种基于机械感生长周期光纤光栅(MLPFG)解调的新型光纤Bragg光栅(FBG)振动传感系统。利用机械线加工技术(MLPT)为制作周期为600μm、长为60mm的不锈钢槽板,采用机械感生法写制了中心波长1539.820nm、谐振线性边带大于6nm的MLPFG作为滤波器。选用中心波长为1542.400nm、3dB带宽为0.3nm的FBG设计振动传感器,通过附加电磁阻尼提高了稳定性,扩大了无失真频率测量范围。实验表明,该振动传感系统具有良好的动态响应特性,响应频谱与激振信号完全吻合,频率测量范围为10～3×103kHz,并具有良好的冲击振动响应。     

高灵敏度光纤光栅静水压力传感研究

分析了光纤布拉格光栅的压力敏感及增敏原理,设计了一种适于高分辨率静水压力测量的封装结构,实验结果表明,该光纤光栅压力传感器压力响应灵敏度为9.03×10-3 MPa-1,比未封装的裸光纤光栅增敏2946倍,在长沙白鹭湖进行的基于静水压力的水深测量表明,该传感器的深度分辨能力优于5 cm,并有较好的线性和重复性,满足基于静水压力的拖曳缆深度测量应用需求.     

一种新颖的高灵敏度光纤光栅压力传感器

提出一种双波纹管结构封装的高灵敏度光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器,从理论分析了该器件的传感机理。研究结果表明,该FBG压力传感器可实现0～1.2 KPa压力测量,灵敏度达到688.2 pm/kPa,线性拟合度达到0.9973,适用于液位小范围变化的高精度检测。     

单光纤光栅对温度与应变的同步测量

提出了一种采用单光纤布拉格光栅(FBG)进行温度与应变同步测量的新颖设计。一根FBG被分成等长的两部分,用环氧胶水涂敷在其中一部分的表面,再套上金属套管,此时可以看成具有不同的布拉格波长的2个FBG,利用它们之间不同的杨氏模量和热膨胀系数,应变和温度能够同步测量。实验结果表明,在2700με和75℃的测量范围内,可以达到约6.1με和1.0℃的应变和温度精确度,误差主要来源于光谱仪分辨率的限制和FBG其中一部分的胶水涂抹不够均匀,通过使用高分辨率的解调仪和提高胶水涂抹工艺可得到更高的测量精确度。     

Temperature sensing capacity of fiber Bragg grating at liquid nitrogen temperature

According to the temperature sensing model of the fiber Bragg grating (FBG), a theoretical method of temperature sensing capacity of FBG is proposed. Based on the temperature sensing model of FBG, a temperature sensing experiment was completed at liquid nitrogen temperature (-196℃). The theoretical and experimental results were compared and analyzed, which show that at liquid nitrogen temperature or in a large-scope temperature sensing, the relationship between thermal variation △T and relative shift of reflected center wavelength △λB/λB of FBG is nonlinear and conic multinomial.     

双膜片结构光纤光栅地震检波器低频特性的研究

提出了一种双膜片式的光纤光栅(FBG)地震检波器,此结构有效限制了检波器横向响应。对该检波器的纵向加速度灵敏度和幅频特性进行了理论分析,并指出了影响这种检波器纵向加速度灵敏度的因素。实验结果表明,该种检波器在5～200Hz频率范围内频响平坦,纵向加速度灵敏度为24.3pm/g,谐振峰在900Hz附近,与理论计算较好的吻合。