太阳辐照度光谱仪光谱定标用汞灯电源设计

为了满足FY-3太阳辐照度光谱仪的星上光谱定标要求,针对汞灯高起辉电压、低工作电压的特点设计了一种汞灯电源。采用单端反激拓扑结构及四级倍压整流电路实现了汞灯高压起辉,通过闭环负反馈实现了汞灯工作电流的恒流控制;无需外加微控制器,完成了汞灯高起辉电压和低工作电压的自动切换,并且在保证电源稳定性的同时,解决了现有汞灯电源适用性较差、低温下无法可靠起辉的问题。实验结果表明:设计的汞灯电源电流精度为0.000 21、电流调整率为0.001 8、稳流系数为0.009,在低温下也可稳定驱动汞灯工作,完全满足载荷的任务需求。     

基于LabVIEW的微型光谱测量系统

设计了一种基于虚拟仪器技术的微型光谱测量系统.系统采用微型光纤光谱仪和笔记本电脑作为主要硬件,与传统光谱仪相比,便携性得到很大提高.使用USB接口为微型光谱仪供电并用来传输测量数据,不需额外配备电源和数据采集卡.利用LabVIEW结合动态链接库技术开发出的光谱测量分析程序,实现了参数设定、光谱测量、教据保存,重放、分析等功能.经过大量实际测量表明,系统可准确实现对300～1100nm内的可见光和近红外光谱数据的测量分析.     

光纤Bragg 光栅的温度传感研究􀀁

本文分析了光纤 Bragg光栅在受到温度调制时的滤波特性。与温度对光纤光栅反射谱波长的影响相比 ,对其带宽的影响可忽略。实验中 ,光纤光栅受温度的调制 ,并且其反射谱由光谱仪记录。结果表明该光纤 Bragg光栅对温度产生的波长偏移是 0 .0 0 991nm/℃。值得注意的是实验中最大标准误差为 0 .0 3nm,能满足目前波分复用技术所需的信道精度。     

一种新型的荧光光纤温度测量系统

介绍一种基于稀土荧光材料 (Y2 O2 S :Eu)的温度—荧光特性的光纤温度传感器。由紫外汞灯发出的波长为 36 5nm的紫外光被调制成脉冲激励光 ,通过光纤传输激发探头处的荧光材料产生荧光 ,其峰值波长分别在 5 40nm和 6 30nm附近。通过测量两个峰值荧光信号的比值得到输出与温度的关系 ,温度测量误差小于 0 .5℃。实验结果表明 ,该测温系统能够有效地消除光源不稳定及测量通道中光强变化对测量结果的影响。     

用于高温油井测量的光纤温度和压力传感器系统

针对高温油井测量环境对基于光纤非本征法-珀干涉仪(EFPI)的温度和压力传感器性能的要求,采用了微型光谱仪测量干涉光谱和相关计算的波长解调方法,使EFPI腔长绝对分辨率达到0.25 nm,相应传感器的温度和压力相对测量分辨率达到0.02%;利用双LED光源交替工作,实现温度和压力同时测量;对EFPI传感器结构进行了优化设计,降低了传感器的温度-压力交叉敏感性,在0～20 MPa的压力变化范围内,对温度测量的影响小于0.2%,在20～300℃温度变化范围内,对压力测量的影响小于1%,满足高温采油井井下测量的要求.     

光纤中拉曼放大现象的实验研究

上个世纪末,光纤通信以超出常人的想象的步伐在发展。光纤传输媒体已经成为一个重要的通信网络。长途骨干通信系统中必不可少的是信号在光纤中的光学变焦是高容量密集波分复用(DWDM)的传送。本文主要工作是研究拉曼放大的基本原理及特性,采用信号光波长为1555nm,泵浦光波长分别为1445nm;1455nm;1535nm进行实验,得出光谱图及实验数据,对实验结果进行分析,从而实现光纤中的拉曼放大。     

热导式光纤Bragg光栅二氧化碳分析仪的研究

摘要：在工业中提高燃料的燃烧率以及保证锅炉的高效运行都需要对烟气中二氧化碳的含量进行测量。在热导式原理的基础上利用光纤Bragg光栅对温度的敏感特性研制了一种热导式光纤Bragg光栅二氧化碳分析仪,通过检测光纤Bragg光栅中心波长的移位量实现对二氧化碳体积百分比含量的测量。测试实验表明,二氧化碳百分比含量从0到20％,从20％到80％以及从80％到100％时,光纤Bragg光栅的中心波长变化量分别为0.020nm,0.116nm,0.015nm ,在含量达到100％之后中心波长趋于平稳。     

SPR传感芯片的理论与实验研究

针对光纤SPR(表面等离子体共振)传感器制作工艺复杂的问题,提出了一种光纤先固定后部分镀膜的SPR传感芯片的制作方法.依据电磁场和射线理论,分析并讨论了此种波长调制部分镀膜SPR传感芯片的工作原理,采用MEMS制作工艺对探测光纤进行封装固定以后,再对光纤进行部分镀膜,其结构简单,工艺性好,易于实现批量化.最后,搭建了一套基、于波长检测的光纤SPR测试系统对其进行测试.实验结果表明:在折射率范围为1.33～1.36时,共振波长同折射率具有良好的线性关系,光谱仪分辨率为0.1 m时,其分辨率可达到3×10-5折射率单位.     

基于多级衍射及自适应补偿的光纤光栅传感器解调技术

解调技术是决定光纤光栅传感解调系统速率、精度、容量等性能的关键因素。提出一种基于线阵光电探测器成像原理的光纤光栅传感器解调方案,通过多级衍射,结合弱曝光自适应超频技术和FPGA并行数据处理技术,实现了对传感信号的快速解调,同时可以实现对级联型光纤光栅传感器和长周期光纤光栅传感器信号的解调。使用温度、应力敏感光纤光栅传感器对搭建的铁路桥模型进行监测,实验结果表明,光纤光栅传感系统的解调精度可以达到10 pm量级,系统可测量光谱范围达50 nm,提高了传感系统的解调速率和精度,同时实现了光纤光栅解调设备的微型化。     

小型高分辨率中阶梯光栅光谱仪光学设计

为了克服传统光栅光谱仪小体积与高分辨率无法共存的缺点,提出一种以中阶梯光栅为核心色散元件、反射棱镜为辅助色散元件的光谱仪光学设计方法.具体分析了中阶梯光栅的基本原理,从光路设计和元件参数设计两方面进行仪器光学设计,最后设计了一个焦距为150 mm、光谱范围为200 nm～600 nm、理论光谱分辨能力为0.1 nm的中阶梯光栅光谱仪,仿真和实验表明,设计的光谱仪在Hg灯253.652 nm处光谱分辨能力为0.023 9 nm,在Hg灯546.074 nm处光谱分辨能力为0.061 nm,满足设计指标要求.