基于SLED的光纤-珐珀非扫描相关解调系统光学特性分析与实验

为了提高光纤珐-珀非扫描式相关解调系统的解调速度,本文提出了基于SLED(超辐射发光二极管)的高速光纤珐-珀非扫描式相关解调系统,分析了SLED光源带宽和中心波长对系统输出信号的影响,理论分析表明:当SLED光源的中心波长为830nm,带宽为60nm时,系统信号具有很好的解调特性,验证了基于SLED光源的非扫描式相关解调系统的可行性。实验结果表明:SLED光源能够很好的实现光纤珐珀传感器的高速解调,解调速度能够达到1.5kHz,系统的解调稳定性达到±4.5nm。     

基于可调谐法珀腔解调的光纤法珀应变传感系统

本文提出了一种基于可调谐法珀腔解调的光纤法珀应变传感器系统，阐述了该系统的测量原理，提出了可调谐法珀腔的一种设计方案。     

光纤法珀传感器解调系统的设计

光纤法珀传感器具有测量精度高、动态范围大、可单端检测等优点。针对白光干涉型法珀传感器，设计了一种基于体光栅的光纤传感器解调系统。该系统采用高性能体光栅和线阵CCD阵列实现了光谱的采集，并结合高性能数据采集卡和PC机进行信号的处理和输出。测试结果表明该解调系统的温度测量精度在±1℃以上。     

光纤法珀传感器解调系统的设计

光纤法珀传感器具有测量精度高、动态范围大、可单端检测等优点。针对白光干涉型法珀传感器,设计了一种基于体光栅的光纤传感器解调系统。该系统采用高性能体光栅和线阵CCD阵列实现了光谱的采集,并结合高性能数据采集卡和PC机进行信号的处理和输出。测试结果表明该解调系统的温度测量精度在±1℃以上。     

光纤法-珀非扫描式相关解调系统分析

为了提高解调精度,时间一致性和稳定性及降低仪器成本。利用非扫描式相关解调原理,设计了光纤法珀解调系统并进行了实验研究。建立光纤法珀解调系统的光学模型,进行了光学特性分析和参数优化;设计了光学系统和硬件解调系统。同时由于系统中存在大量背景光谱噪声、线性光分布不均匀及光纤端面的反射,导致不能准确检测出相关信号的极大值,为此提出了一种信号修正算法,能有效滤除噪声,提高了仪器的解调精度。实验结果表明:测量范围为10-40μm,分辨率为8nm,稳定性达到了7nm。该仪器能实现对传感器腔长的实时测量,且测量精度高、稳定性和一致性好。     

全光纤微型珐-珀干涉式高温传感器

通过在单模光纤SMF28e后有轴心偏移地熔接一段特种光子晶体光纤(MM-HNA-5)制作了一种全光纤微型珐-珀(F-P)干涉仪.分析了这种干涉仪的光学原理和形成机理,并利用MM-HNA-5光纤热光系数较大的特点,将这种干涉仪应用于温度测量.实验结果表明:这种干涉传感器可测量的高温范围可达1 200℃,远大于常规传感器的测量范围,且当干涉腔长为3.46 mm 时,其光程差的温度灵敏度约为103 nm/℃,线性度为O.995 7.可以预见:这种结构稳定、体积小、精度高、测温范围广的全光纤F-P干涉温度传感器在国防及民用工业中将具有极大的潜在应用价值.     

光纤F—P和FBG传感器通用解调系统的研究

针对目前不同种类传感器在建筑结构及其工作环境进行实时监测应用上的实际情况,提出了一种利用可调F—P滤波器对光纤法珀传感器和光纤布拉格光栅传感器通用解调方案,研究了解调系统的组成和对传感器的解调原理．初步实验结果表明,系统能够对上述2种传感器进行解调,并具有复用能力,光纤法珀传感器的应变解调精度在2με以下,光纤布拉格光栅传感器解调精度在0．5με以下,是一种低成本、通用的解调系统．     

全光式石英增强光声光谱系统光纤法珀解调技术研究

基于光纤法珀工作点稳定技术提出了一种适用于全光式石英增强型光声光谱(QEPAS)探测技术的光纤法珀解调系统。利用可调谐光纤激光器作为探测光源,采用法珀干涉光强的直流信号作为误差反馈信号,将工作点锁定在正交相位点上,提高光纤法珀系统的稳定性,从而提高了光声信号探测的准确性。将其应用于全光式石英增强型光声光谱气体探测系统,并在开放环境中完成了对水蒸气的探测实验,得到其归一化噪声等效吸收系数为1.81×10-7W(cm·Hz)。实验结果表明,相比于一般的全光式石英增强型光声光谱系统,该方法的探测灵敏度提高了1.2倍。     

新型的光纤无源器件——光纤法布里-珀罗调谐滤波器

本文介绍了国外可调谐光纤法布里-珀罗(FFP)滤波器不同类型的结构、制作、主要参数及其用途。每一种滤波器都可覆盖一个独立的由谐振腔长度所决定的自由光谱区。滤波器采用压电元件调谐,在信号处理、传感器、波分复用(WDM)系统、相干光通信系统、特别是近几年才发展起来的光频复用(OFDM)系统中将得到广泛的应用。     

基于光楔的光纤法-珀应变传感器解调系统原理研究

根据基于光楔的光纤法-珀应变传感器解调系统的结构,分析了解调系统的解调原理,并给出了仿真结果.得出当光楔厚度与法-珀传感器腔长相等时,其输出光强最大.通过实验结果与仿真结果的比较,说明基于光楔的光纤法-珀应变传感器解调系统在原理上是正确的.     

基于 Parylene 膜的法 珀干涉型光纤超声水听器

针对高强度聚焦超声(HIFU)声场测量,提出并研究了一种基于Parylene膜的法-珀干涉型光纤水听器。采用真空气相沉积法在光纤的端面蒸镀Parylene膜构成光纤水听器的法-珀腔,分析了光纤水听器的传感原理和解调原理,建立了HIFU声场检测的实验系统。实验结果表明,基于Parylene膜的法-珀干涉型光纤水听器能准确传感超声信号,其输出与换能器驱动电压的非线性度小于0.01,且与聚偏氟乙烯(PVDF)针式水听器的测量结果基本一致。     

Micro Fabry Perot light modulator for flat panel display

A new type of Fabry Perot light modulator for displays based on micro-electro-mechanical system technology is proposed. Multiple beam interference theory is used to design the modulator and analyze its characteristics. If Fabry Perot cavity length is one-quarter of the incident wavelength, the transmitted light is blocked by the modulator, and the modulator, which is illuminated from its backside, appears black. If the Fabry Perot cavity length is 0 or one-half of the incident wavelength, light may transmit the Fabry Perot modulator from its backside, and the modulator appears bright. Hence, the modulator may be used for flat panel displays. In this paper one Fabry Perot light modulator based on surface microma-chining technology is introduced. The designed modulator has a contrast ratio of 150 and can theoretically be driven by a voltage of 2.4 V.     

非扫描式光纤法 珀解调仪分析与设计

利用相关解调原理研制了非扫描式光纤法 珀解调仪,进行了理论分析和系统优化。仪器以线阵电荷耦合器件(CCD)为光电探测器,结合现场可编程门阵列器件(FPGA)和上位机(ARM)处理,实现信号的实时处理。线性光不均匀性和杂散光所带来的背景噪声,导致不能准确检测出相关信号的极大值。为此,提出了一种能有效滤除背景噪声信号处理算法,提高了仪器对微弱信号的探测能力和稳定性,使其对光纤法 珀传感器腔长测量的相关系数达到0.999 9,测量波动仅为7 nm。实验结果表明,该仪器能实现对传感器腔长的实时测量,且测量精度高,稳定性和一致性好。     

外赋式光纤F—P腔实现光学选频

本文利用外赋式全光行Ｆ－Ｐ腔进行光学选频，工对此器件的基本性质，特别是作为选频器的一些特性参数进行了分析与研究，设计了外赋式Ｆ－Ｐ腔的基本结构及结构参数，并分析了此选频器在不同腔长时的输出谱线特怀。     

FP干涉仪式光纤传声器数学模型

根据FP干涉仪式光纤传感器原理结构,通过分析敏感机理,采用声力电类比方法,得到FP干涉式光纤传声器等效线路图,并进一步综合光学、声学、电学、力学原理,得到了FP干涉式光纤传声器数学模型,并利用模型讨论了给定几何尺寸、材料参数下光纤传声器的灵敏度。通过模型预测光纤传声器的灵敏度可达280mV／Pa,制作的样机的灵敏度为240mV／Pa,模型预测的灵敏度与样机的灵敏度基本一致。该模型可以用来指导FP干涉式光纤传声器的研发,对其他类型的光纤传声器也有很好的借鉴作用。     

实际光源光谱分布对相位型光纤法-珀应变传感器的影响及其实验研究

基于相位型光纤法 珀应变传感器的基本原理 ,分析了实际光源光谱分布对传感器的影响 ,通过理论推导及模拟仿真、发现了传感器输出存在的周期性突跳现象 ,并提出了减小这种周期性突跳的方法 ,设计了一套实验系统对此进行了验证。     

温度补偿型光纤光栅加速度传感探头结构设计

采用可调光纤F-P滤波器技术设计了一种光纤光栅加速度传感系统。提出了一种温度补偿型光纤光栅加速度传感探头,探头弹性系统主要有惯性质量块、双弹簧片、钢管等组成。探头采用不受力光纤光栅法进行了温度补偿。该探头具有结构简单,不受电磁干扰,不受光路功率波动和相位噪声影响等优点,且能自动进行温度补偿。     

考虑光谱宽度的光波导F-P调制器的灵敏度

光波导Febry-Perot(F-P)调制器具有调制灵敏度高的特点,在光电传感、光纤通信中有重要的应用价值。运用部分相干光理论,导出了考虑光源光谱宽度的光波导F－P调制器灵魂度表达式,讨论了光谱宽度对工的影响。由分析得到,对于确定的光原光谱宽度,波导端面反射率只有取合适的值,才能取得灵敏的调制效果。     

F-P滤波器对超短光脉冲的时间延迟特性

理论上详细地研究了F P滤波器对超短光脉冲的时间延迟 (定义为输出脉冲峰与输入脉冲峰的时间差 )问题。结果表明 ,F P滤波器对于不同脉宽的光脉冲的时间延迟是不同的 ,这一时间延迟随F P滤波器的共振频率与输入光脉冲的中心频率的偏差而变化 ,且与输入脉冲的啁啾情况相关。