基于FPGA马赫－泽德干涉仪的光谱数据采集系统

针对马赫-泽德(M-Z)干涉仪中干涉条纹采集和处理的要求,为了使其具有高速实时光谱数据处理能力,设计了一种通过FPGA硬件编程实现干涉条纹采集处理的方法.系统由CMOS探测器采集马赫-泽德干涉仪获取的干涉图像,再将干涉图像中的灰度信息输入到FPGA芯片中,通过去噪、切趾、快速傅里叶变换、标定等求解入射激光的光谱特征.系...     

用傅立叶光学展宽Interleaver的带宽

简要介绍了Interleaver的原理和应用。在推导、比较马赫－泽德干涉仪型和双折射晶体型Interleaver的传输矩阵的基础上，提出并分析了用傅立叶光学展宽Interleaver带宽的方法。     

激光二极管频率调制相位补偿

本文利用激光二极管频率可调特性，阐述了一种保持干涉光纤传感器在正交状态工作的方法。该技术被应用在马赫－泽德尔干涉仪的相位补偿结构中，有良好的效果，它的最小检测相位可达１．０５×１０－６ｒａｄ。     

基于波导调制器的全保偏光纤微振动传感器

为了解决干涉型光纤传感器中光源频率调制深度与干涉仪光程差的相关性,以及压电陶瓷(PZT)调制的高频限制和非线性效应,设计了全保偏光纤马赫一泽德干涉仪结构,引入保偏光纤波导相位调制器替代常见的光源调制及PZT调制,采用低噪声单频保偏光纤激光器作为光源,通过相位载波零差解调方法,实现了微振动信号的保真拾取.通过波导调制器的引入,增加了系统的灵活性和频响范围,并使灵敏度达到了10-5 rad/Hz1/2量级.     

微纳光纤马赫-泽德干涉仪

马赫-泽德干涉仪(MZI)是一种重要的光学和光子学器件,广泛应用于干涉计量、光通信等领域.基于干涉仪对波导及其周围介质折射率的相位敏感特性,MZI被广泛用作传感器和光调制器.最近,我们通过光学显微镜下的微纳操作,在低折射率衬底上分别用氧化硅和碲酸盐玻璃微纳光纤成功研制了微纳光纤MZI[1].     

基于部分保偏器件的干涉型光纤传感器

在单模光纤构成的干涉型光纤传感器中,存在偏振衰落问题,将导致干涉效率降低.而为了消偏振衰落采用全保偏器件的光纤传感器成本过于高昂,影响其实用性.以马赫.泽德干涉仪为基础,用反馈信号控制偏振控制器加起偏器的结构消除了偏振衰落,构造了基于部分保偏器件的干涉型光纤传感器.实验得到系统输出信噪比稳定在60 dB左右.     

基于可调环形光纤激光器的动态应变传感系统

提出了一种具有高达65 dB高光学信噪比的光纤布拉格光栅(FBG)动态应变传感系统.该方法基于可调光纤环形激光器结构,并采用马赫-泽德干涉仪(MZI)相位解调的方法实现FBG传感信号的解调.实验结果表明,在2 km处FBG获取的传感信号达到了52 dB电信噪比,从而获得了6.7×10-12/Hz1/2的高应变分辨率.     

基于马赫-曾德尔干涉仪和光纤光栅的光分插复用器

光分插复用器(OADM)是波分复用(WDM)系统中的关键器件之一。提出了一种结构新颖的基于马赫-曾德尔(M—Z)干涉仪和光纤光栅(FBG)的光分插复用器，它由两个三端口光环形器、一个光纤光栅和一个马赫-曾德尔干涉仪组成，马赫-曾德尔干涉仪起着光开关的作用。对光分插复用器的输出特性进行了实验研究，实验中调节干涉仪的臂长差，可以实现信号的上下载或直通功能，上下载时通道的隔离度大于20dB。这种结构的光分插复用器具有结构简单、体积小、价格低等优点，在波分复用技术中具有实际应用价值。     

超紧凑全光纤马赫-曾德尔干涉仪及其应变特性研究

设计了一种由封闭在光纤内的纺锤型空气腔和其周围的SiO2构成的三明治结构全光纤马赫-曾德尔干涉仪,并将其用于应变传感.纺锤型空气腔利用光子晶体光纤和普通单模光纤熔接后再拉锥形成.由于干涉仪的两个干涉臂介质为空气和SiO2,因此超短的干涉臂长使光传输损耗大大降低,构成了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪.该干涉仪用于应变传感可大大减小弯曲带来的串扰,提高系统的稳定性.建立了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪模型,基于FDTD算法对干涉仪输出的干涉条纹以及各部分的电场分布进行了仿真,得到了应变传感器干涉条纹波谷波长与应变的关系,为设计制作超紧凑全光纤马赫-曾德尔应变传感器提供了理论依据.     

干涉型光纤传感器偏振衰落动态补偿技术

为了消除单模光纤制作的光纤传感器常会因外部环境扰动而引起相位衰落和偏振衰落,通过改进传统的马赫-泽德干涉仪,利用高频振荡的PZT结合相位生成载波零差解调电路用来补偿相位衰落,引入一个可随干涉信号的幅值变化旋转的半波片来调整输出的干涉信号,据此可实现偏振衰落的动态补偿.通过理论分析可以得出由偏振衰落造成的信号幅度波动不大于3dB.     

一种双微环辅助马赫 曾德尔干涉仪滤波器

为改善普通马赫-曾德尔干涉仪(MZI)滤波器的输出性能,采用将双微环谐振器与马赫-曾德尔干涉仪相结合,设计出一种新的滤波器结构.采用信号流程图理论分析得出该结构的传递函数,并对输出端口的透射谱进行数值模拟分析.仿真结果表明,与普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器相比,当选择合适的耦合系数,双微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器的透射谱顶部平坦,形状类似于方形,自由光谱范围达到了19 nm,锐度因子为1.16,消光比为54 dB,品质因子为94.5,滤波性能得到较大改善.详细研究了耦合系数和微环半径对滤波器输出性能的影响.     

基于马赫-曾德尔干涉仪的超短光脉冲合成系统

基于传输矩阵法对马赫-曾德尔干涉仪的输出特性进行分析,结果表明,当干涉臂臂长差为中心波长与有效折射率比值的整数倍时,马赫-曾德尔干涉仪具有微分特性,且微分阶数与级联的干涉仪数目成正比。根据信号系统理论知识,利用马赫-曾德尔干涉仪的微分特性,设计出基于马赫-曾德尔干涉仪的超短光脉冲合成系统,并通过调节输入高斯脉冲及其各阶微分的加权系数,将输入的高斯脉冲分别合成为平顶脉冲、三角脉冲以及抛物线型脉冲。改变高斯脉冲各阶微分加权系数与输入脉冲宽度发现,输出脉冲波形基本保持不变,系统的稳定性良好。     

马赫一曾德尔干涉仪辅助的光纤环特性

提出了一种马赫-曾德尔干涉仪辅助的光纤谐振环新结构,利用传输矩阵法,推导了该器件的输出表达式和半峰全宽(FWHM)表达式.进行了数值模拟,结果显示其具有周期性的窄带带阻滤波特性.分析了马赫-曾德尔干涉仪两臂产生的相差以及耦合器的耦合系数对器件输出谱的影响.研究结果对该器件的实际加工和进一步改善其滤波性能具有参考意义.     

光纤陀螺用Y波导半波电压的测试方法研究

提出了一种基于塞格纳克效应的用于精确测量光纤陀螺用集成Y波导半波电压的方法--陀螺开环搜索法.这种方法通过特殊的调制和解调方式使塞格纳克干涉仪工作在开环状态,干涉仪的输出信号中包含有调制信号复位电压与集成Y波导半波电压的信息,利用这些信息调节调制信号复位电压,使之不断逼近集成Y波导的半波电压,最终达到集成Y波导半波电压的精确测量.这种方法利用光纤陀螺本身的光路和电路进行测量,不需搭建专用的测试系统,而且可以实现全自动测量.它比目前广为采用的马赫-泽德干涉仪法更精确、更方便、更有实用价值.     

马赫-曾德尔干涉仪的应用研究

主要介绍马赫-曾德尔干涉仪在传感和解调方面的应用及其优势。在传感领域,应变和温度都会引起马赫-曾德尔干涉仪相位的变化,基于此提出一种利用马赫-曾德尔干涉仪和光纤布拉格光栅测量应变和温度的传感系统,并分析系统的工作原理。     

级联非平衡Mach—Zehnder干涉仪型复用器特性分析

本文分析了非平衡马赫－曾德干涉仪的特性,设计和讨论了多级级联非平衡马赫－曾德干涉仪型密集波分复用／解复用器,对其光谱特性、信道谱宽和隔离度进行了模拟分析,结果表明利用光纤光栅来提高信道隔离度的结构可以满足系统需要。这种结构复用／解复用器可用于至少16路或32路的密集波分复用系统中。     

一种新颖的复合环形谐振腔的理论分析

文章基于环形谐振腔所具有的非线性相位传输特性,提出了一种新型的动态光谱滤波器结构,它将全通环形谐振腔调相器接入平衡马赫-曾德干涉仪,实现复合结构的动态滤波特性.与传统的马赫-曾德干涉仪相比,此复合滤波结构可利用远小于π的相移调整实现输入光信号的开关,因此,在提高开关速度、降低调相器功耗等方面具有重要的应用价值.     

干涉型光纤应变传感技术的发展与应用

详细论述了干涉型光纤应变传感器的特点、分类及各自的工作原理,包括麦克尔逊型、马赫-泽德型、萨格奈克型、法布里-珀罗型干涉仪的应用介绍;分析并比较了各类干涉应变传感器的性能指标和参数;给出了其各种类型传感器的适用范围;并且对近几年来的干涉型光纤应变传感器的新应用进行了重点介绍.分析表明,随着科学技术的不断发展,干涉型光纤应变传感器将在各种工业领域发挥更多更重要的作用.     

利用SOA自发辐射和非对称马赫-泽德尔干涉仪实现全光波长变换的研究

对利用SOA中ASE输出频谱,实现全光波长变换的技术进行了理论与实验的研究.在这种波长变换技术中,信号光涮制SOA中的ASE强度和相位,通过光滤波器对ASE输出光谱进行频谱分割,以产生所需要的变换波长信号,并结合一个非对称马赫一泽德尔干涉仪实现信号码型的再反转.根据ASE输出光谱的波长依存性,建立从理论上推导出同相注入模式下的ASE输出功率以及其相位变化的数学表达式.通过实验,测定了波长变换系统的信号误码率、眼图以及时间波形等,并对这些实验结果进行了分析.     

端泵Nd∶YVO4晶体端面镀制腔镜对其热透镜影响的理论分析

用ANSYS对吸收15 W 808 nm泵浦光的端泵Nd:YVO4晶体进行了温度场和变形量模拟.计算了Nd:YVO4晶体单端有腔镜和两端都无腔镜情况下的热透镜解,得到了在Nd:YVO4晶体上镀制腔镜会显著增大其热透镜的结论.用马赫-泽德干涉仪实测了Nd:YVO4晶体热透镜解,该解与有限元模拟解相符,证明结论可靠,对大功率LD端泵的Nd:YVO4激光器的腔型设计具有指导意义.