基于单模光纤耦合器的Haar小波滤波器系数的实现

给出了光波导式小波滤波器的设计方案,该方案采用单模光纤耦合器作为系数实现载体,通过控制特性参数实现了具有不同分光比的耦合器基本单元,然后组合和级联基本单元实现特定的小波滤波器系数,具有精确度高,集成度好,稳定性强的优势。分析了与系数实现相关的熔锥型单模光纤耦合器的形状特性,横截面沿纵向变化的锥形区和横截面近似不变的耦合区内的耦合特性,根据理论推导,用仿真手段设计3 dB单模光纤耦合器,实现了Haar小波的滤波器系数,误差在3%以内,证明了光波导式小波滤波器设计方案的正确性和有效性。     

干涉式光纤陀螺控制器的设计与仿真

光纤陀螺的研究与开发目前主要集中在工程应用技术方面.干涉式光纤陀螺(IFOG)的动态性能受控制系统设计的影响.现根据干涉式光纤陀螺数字闭环检测过程,建立了控制系统的动态模型,详细分析并设计了数字PID控制器和IIR滤波器.仿真结果显示,设计的控制器能够有效地提高干涉式光纤陀螺的输出带宽,改善系统的动态特性.     

粒子滤波在光纤陀螺四位置寻北中的应用研究

为了减小噪声对光纤陀螺(FOG)寻北的影响,提高寻北精度,提出了将粒子滤波这种非线性滤波方法应用于光纤陀螺四位置寻北的方案。根据四位置寻北模型建立光纤陀螺寻北系统的非线性状态空间模型,将基于系统重采样和在重采样后引入马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain monte carlo,MCMC)移动的粒子滤波器分别应用于光纤陀螺寻北系统的非线性滤波。使用一个零偏稳定性为0.05°/h的闭环光纤陀螺进行实验,实验结果表明,这2种粒子滤波器均能够有效地提高光纤陀螺的寻北精度。基于系统重采样的粒子滤波器有随时间发散的趋势,这是由于在选定粒子数目较少的情况下,重采样导致粒子多样性丧失的结果;而在重采样后引入MCMC移动的粒子滤波器有很好的收敛性能。重复实验结果表明,使用基于MCMC移动的粒子滤波器可以达到更好的寻北性能。     

非连续线性啁啾取样布拉格光栅型多信道光纤滤波器的设计

介绍了一种基于取样布拉格光纤光栅获得多信道光纤滤波器的方法。通过设计一种非连续阶梯型啁啾取样的布拉格光栅结构,可以分别实现单个信道宽度为50,100和200GHz的光纤滤波器。光纤滤波器的每个信道的宽度几乎完全相同,具有平顶、峭沿和高透射率特点,相邻信道间隔离深度超过28dB,平均插入损失不超过0.1dB,3dB带宽内相位响应起伏在5～30ps。利用介绍的方法制作具有相应非连续线性啁啾系数的全息相位掩模板,易于制作,成本低,重复性好。通过改变相应的光纤光栅参数,可以实现不同信道宽度的,性能稳定、可重复性高的光纤滤波器,在高速光通信系统以及光互连中有着非常好的应用前景。     

高空间分辨率分布式光纤测温系统的设计及应用

分布式光纤测温系统是一种新型的线型感温探测器,以光纤作为传感器,可实现沿光纤分布的温度实时测量。理论分析了分布式光纤测温系统的原理以及影响空间分辨率指标的因素,并给出了0.5m高空间分辨率分布式光纤测温系统的设计以及测试情况。将高空间分辨率分布式光纤测温系统应用于电缆温度测量,测量结果表明0.5m空间分辨率下对小区域电缆过热点的探测更为显著,可及时发现潜在的火灾隐患。     

利用双参考光纤光栅的光纤光栅传感解调系统

光纤Bragg光栅是一种波长调制型光纤器件,利用光纤Bragg光栅反射波长对某外界参量(即待测量)的敏感效应,可以研制出光纤光栅传感器.对于光纤光栅传感系统而言其关键技术是如何解调,而在使用可调谐F-P滤波器解调时,只是注意避免光纤光栅的交叉敏感,却忽略了对可调谐滤波器的稳定性考虑.通过对可调谐F-P滤波器性能的分析,利用双参考光纤光栅得出基于可调谐F-P滤波器解调的准分布式光纤光栅传感解调系统,该系统对于外界环境稳定性好,测得数据可靠.     

一种新型的高压电器温度在线测量系统

基于螺旋形液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性,提出一种新型的高压电器温度传感器系统。该传感器系统由宽带光源、螺旋形液晶、光子晶体光纤、光纤F-P腔(Fabry-Perot cavity)滤波器、信号处理放大电路等组成。将螺旋形液晶封装在光子晶体光纤的纤芯空气孔中,利用光子晶体光纤对温度和弯曲不敏感特性以及螺旋形液晶的螺距对温度变化非常敏感的特性,传感器的选择反射光波长依赖于温度的变化,采用光纤F-P腔滤波器解调出光波长的变化,利用反射波长与温度之间的关系,实现温度的测量。测量系统选用合适液晶,可以得到不同的温度测量范围,能对高压电器温度进行在线检测,测量精度可以达到±0.1℃以内,并具有本征安全、高精度、高电绝缘和抗电磁干扰、对应变和环境光变化不敏感以及与普通传输光纤兼容性好等优点。     

空间太阳电池自动贴装系统设计

提出了一种适用于空间太阳电池自动贴装技术的机器人系统,能够自动实现从太阳电池组件到太阳基板的贴装工作.该机器人由直角坐标导轨机构、布贴机构、涂胶机构以及控制系统和气动系统组成,文中详细介绍了机器人的构成原理,实验证明了该机器人进行太阳电池贴装操作的有效性和质量可靠性,能够克服电池碎片率高和胶液污染太阳电池等手工贴装作业的缺点.     

便携式光纤Bragg光栅波长解调仪的研制

近年来光纤光栅在传感领域中的应用研究日益得到关注，其中光纤光栅波长解调是光纤光栅传感器得到应用推广的关键之一。针对大型建筑结构监测应用领域，研制了一种便携式光纤Bragg光栅波长解调仪。解调仪基于无源比例解调原理，以熔融拉锥器件作为线性滤波器，采用锁相放大技术提取微弱信号，并利用单片机控制光纤Bragg光栅波长信息的采集、显示以及存储。解调仪结构简单、成本低，可实现大量程波长测量。实验表明，该光纤光栅解调仪解调范围达15nm，波长测量精度为12．4pm。     

光纤迈克尔逊干涉仪的理论与应用分析

介绍了光纤传感器,特别是干涉式光纤传感技术的优点。给出了光纤Michelson干涉仪系统的结构。重点给出了光纤Michelson干涉仪系统中信号光与参考光干涉原理以及影响干涉光强因素的理论分析。详细阐述了单模光纤偏振控制器结构、工作原理以及其对光纤Michelson干涉仪系统传感臂偏振态的控制。最后,给出了光纤Michelson干涉仪系统的应用分析。     

基于2×2和3×3耦合器的级联马赫-曾德干涉仪型波长交错滤波器

针对全光纤级联Mach-Zehnder干涉仪型(CMZI)波长交错滤波器在实际制作过程中存在的问题,提出了由一个2×2和两个3×3 单模光纤耦合器级联组成的全光纤CMZI型波长交错滤波器并进行了分析。分析结果表明:组成滤波器干涉臂的第二对臂长差为第一对臂长差的偶数倍时,耦合器分光比取一些定值可得到输出波形通带平坦、阻带加宽、透射率形态近似于方波的波长交错滤波器。与通常的CMZI相比,最大的优点是在实际制作时可以对每个耦合器的分光比进行准确的监测和控制,大大降低了CMZI型波长交错滤波器的制作困难。最后进行了实验研究,实验所得结果与理论结果相吻合。     

光纤布喇格光栅激光器

简要介绍 ４种典型的光纤布喇格光栅的制作，对窄带高反射率光纤光栅反射滤波器进行讨论，并阐述基于布喇格光栅的全光纤激光器。     

镀膜工艺在光伏产业中的应用

大规模工业化生产中常见的几种镀膜工艺主要包括蒸发镀、溅射镀和离子镀等几种类型,不同类型的镀膜工艺有着各自的特点和应用领域。在光伏产业铺天盖地式发展的今天,不同类型的镀膜工艺同样在各种结构类型光伏太阳电池(包括非晶硅薄膜太阳电池、碲化镉薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池和晶体硅太阳电池)的生产制作过程中得到了广泛地应用,特别是薄膜类光伏太阳电池,无论是研发还是生产其成败在很大程度上都要取决于镀膜工艺和技术。可以说,光伏太阳电池,尤其是薄膜类电池的研发、生产和制作的整个过程都需要借助镀膜工艺来加以实现,因而镀膜工艺和技术直接影响着光伏太阳电池的电学性能,在整个光伏产业的发展中起到了举足轻重的作用。     

空间太阳电池组件配片方法研究

在空间用太阳电池阵的制造过程中,如何降低电流损耗产生是必须解决的一个重要问题.空间太阳电池组件配片方法虽然简单易用,但有电流组合损耗较大的缺点.文章提出了一种新的组件配片方法,有效降低了电流组合损耗,在同等生产条件下提高了太阳电池阵的输出功率.应用实验证明了该方法的有效性.     

基于MISO滤波器的重构r重平移不变子空间采样研究

本文根据信号在r重平移不变子空间中的逼近表达式,建立起了r重平移不变子空间上的采样与重构模型;利用FIR滤波器、插值器将重构模型转化为离散的多输入单输出(MISO)滤波器,以保证重构模型在数字系统中可实现。最后,以正弦调频信号为例,从信号时频分布的角度验证了MISO滤波器可实现r重平移不变子空间采样的重构。     

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。     

基于MEMS技术的微波(RF)滤波器的设计

微波MEMS(RF-MEMS)滤波器是一种基于硅微加工技术的新型器件.由于RF-MEMS器件具有体积小、承受功率大、性能优良、成本低以及易于与后续的电路集成等突出优点,因此,由薄膜体声波谐振器(FBAR)构成的RF-MEMS滤波器在微波通讯系统的射频前端将取代传统的声表面波(SAW)滤波器.从以MEMS技术制作的薄膜体声波谐振器(FBAR)为基本单元构成梯子式(Ladder type)射频滤波器的原理出发,对滤波器的性能和设计进行分析,并对实际滤波器中的问题进行了较详细的探讨.     

航空航天光纤传感技术研究进展

光纤传感器具有体积小、重量轻、测量灵敏度高、复用能力强、抗电磁干扰、易于嵌入材料内部等诸多优点,非常适合航空航天极端环境下温度、应变、压力、声振动以及角速度等多种参量的测量。着重介绍基于EFPI、FBG以及FOG的航空航天光纤传感技术研究现状,以及天津大学在航空航天光纤传感技术研究领域的最新进展,包括航空航天温度、应变、压力、声振动传感系统,航空光纤法珀大气压力测量实验及多参量光纤传感系统在空间环境模拟设备中的应用实例。讨论航空航天光纤传感技术的难点问题,在此基础上指出航空航天光纤传感技术的发展趋势。     

空间太阳电池用光学薄膜

介绍了光学薄膜在十八所研制的空间太阳电池上的应用情况。通过高温高真空蒸镀的方法,制备出单层增透膜M gF2,双层增透膜T iOx/S iOy、T iOx/YOy和T iOx/A lOy;通过高真空离子辅助沉积的方法,制备出带通滤光膜。通过应用单层增透膜M gF2,太阳电池的输出功率提高2%;通过应用双层增透膜,太阳电池的短路电流提高36%~48%(硅太阳电池的短路电流提高近48%,砷化镓太阳电池提高近36%)。通过应用带通滤光膜,太阳电池的吸收系数降低0.06。     

光纤可调F-P滤波器频率响应特性的实验研究

为了提高基于可调Fabry-Perot(F-P)滤波器光纤光栅(FBG)解调系统的性能,根据可调F-P滤波器的特性,研究了不同驱动频率下光纤可调F-P滤波器的响应情况。实验中通过数据采集卡和LabVIEW软件平台得到滤波器不同输出波长所对应的电压,绘制出不同频率下电压—波长曲线。分析了在驱动电压频率改变时滤波器透射波长随电压的变化情况,发现直线拟合所得斜率有随频率增加单调递减的趋势,10Hz、100Hz和200Hz与1Hz的斜率误差分别为0.69%,5.10%,6.49%。实验数据分析表明,采用区分频率选择不同多项式拟合可以减小该误差对解调系统的影响。