基于非对称F-P滤波器的光纤光栅解调技术

介绍了利用非对称光纤Fabry-Pérot（F-P）腔作为边沿滤波器的光纤光栅波长移位检测方案。基于薄膜干涉理论对该非对称F?蛳P腔的反射率响应关系进行计算与分析，得出该F-P腔的结构参数，改善了普通F?蛳P腔的反射特性，具有线性范围宽和线性度好的优点。利用该F-P腔的某一线性滤波边缘,将传感光栅的波长信息转化为功率信息进行检测，可完成光纤光栅的传感波长解调。采用该检测方案进行了光纤光栅应变传感实验,实现了在7 nm范围内的波长线性解调,测量波长分辨率为0.01 nm。     

线性斜边滤波器在光纤光栅传感系统中的应用

介绍线性斜边滤波器在光纤光栅传感系统中的应用，根据斜边滤波器波长解调方案的工作原理，主要介绍一种利用斜边滤波器的光纤光栅解调技术．实验采用1530／1550nm的斜边滤波器对单点光纤光栅应变和温度进行解调，结果表明该解调系统具有0．01nm的波长分辨力，该系统结构简单，易于解调．     

一种新颖的双边缘滤波光纤布拉格光栅解调技术

设计了一种基于机械感生长周期光纤光栅(MI-LPG)的双边缘滤波光纤布拉格光栅(FBG)传感解调方案。采用不同写制参数制作了谐振边带对称交迭,谐振峰值和带宽相同的两个MI-LPG作为滤波器,利用反射FBG信号通过不同光谱特性的滤波器时输出不同光强的比值对数算法确定被测波长。实验表明,本解调方法能够精确、稳定地实现FBG传感信号的解调,动态范围可达5 nm,解调系统线性拟合计算值和光谱仪所测波长值的均方差为6 pm,线性度好,精度高。     

用可调谐F-P滤波器实现分布式应变与温度同时测量系统

理论分析了FBG光纤光栅和长周期光纤光栅应变与温度同时测量的传感原理.在分析实现光纤光栅传感技术解调的基础上,重点研究了可调谐光纤F.P滤波器解调法.提出采用可调F-P滤波器实现分布式应变与温度同时测量系统的解调方案,较好地实现了多点应变与温度的同时测量.这种方法的测量精度较高,其中测量应变的灵敏度可以达到9με,测量应变的灵敏度为15℃.     

基于波分耦合器的光纤布拉格光栅温度传感器在汽车中的应用

介绍了现有汽车中进气温度传感器的工作原理.针对其存在的缺点,提出了将光纤布拉格光栅温度传感器应用到汽车中的设想,并通过比较选择线性边带滤波法作为解调方法.通过实验测定光纤传感器完全可满足汽车中传感器的要求.     

基于全同弱反射光栅光纤的分布式传感研究

利用弱反射光栅低反射率的特性,提出了基于全同弱布拉格反射光栅的分布式光纤传感方案。采用光波长时域反射解调技术,进行定位和解调,实现高密集度的准分布式传感。从理论上分析了光纤光栅反射率、光栅单元间隔以及传输损耗等对传感系统复用容量的影响。结果表明,这种方法可以有效提高光栅传感系统的复用容量,并降低信号解调成本。实验验证了该方案的可行性,系统复用了4个反射率为6%的光纤布拉格光栅(FBG),实现了单点、多点测量,温度测量的分辨力达到0.12℃。     

基于可调谐FP滤波器的光纤光栅解调系统

为了进一步提高光纤光栅解调系统的性能,提出和研究了一种新颖的基于可调谐F-P(Fabry-Perot)滤波器的光纤光栅解调技术,并以此为基础构建了探测系统。系统使用一个固定波长的参考光纤光栅作为波长参考元件,通过对传感光纤光栅与参考光纤光栅的波长测量与差值运算,消除了可调谐FP滤波器腔长漂移对测量精度的影响。给出压电陶瓷电压对应的伸长量,有效地减小了压电陶瓷非线性对测量的影响,提高了光纤光栅波长的测量精度。在测量范围内,最大非线性偏差为0.5%。     

基于DSP和CPLD的光纤光栅解调系统的设计与实现

利用可调光纤F-P滤波器作为解调元件建立了光纤光栅温度解调系统,采用数字信号处理器外部中断实现反射谱峰值的准确定位。光纤光栅温度解调实验结果表明,解调系统的测量精度得到了提高。     

面向高速动态测量的光纤光栅传感信号解调技术研究进展

以光纤光栅为传感元件的测量系统在航空航天、石油化工、国防军事等领域得到了越来越多的应用，在需要对振动冲击、动态应变等进行测量的场景中，对光纤光栅特征信号进行高速高精度解调是保障光纤光栅传感技术有效应用的关键。本文对光纤光栅高速动态信号解调方法的国内外研究现状进行了综述，按照光谱、光强、相位、微波频谱等对光纤光栅解调方法进行分类，介绍了各解调方法的原理与典型应用，对现阶段各解调方法所能实现的主要技术指标进行了分类整理。最后，对各方法的优缺点进行了对比分析，对一些涉及高速动态测量的场景以及对应可能采用的高速解调方法进行了梳理，并对高速光纤光栅解调方法的未来发展方向进行了展望。     

多通道光纤光栅温度解调仪表研究

针对电力系统的实际应用,开发光纤光栅温度解调仪表.以DSP和ARM芯片为核心,利用光纤法布里—珀罗（Fiber Fabry-Perot,FFP）解调方法.其中DSP芯片主要用于波长计算,ARM芯片主要用于数据通信.仪表实现100Hz扫描速率,同时计算出16通道,320个光纤光栅温度传感器的温度值.     

基于高斯光束耦合模型的FFP性能分析

反衬度、反射率、自由光谱带宽是FFP干涉仪的重要性能指标,而FFP腔光波几何衰减因子、端面反射率及腔长3个参数又是影响这些指标的主要因素。针对以均匀光束耦合模型为基础的FFP几何衰减因子的不足,提出了以高斯光束耦合为基础的衰减因子模型,得到了与实际值接近的衰减因子公式;分析了FFP腔长和两端面反射率对反射谱反衬度及反射率的影响;根据以上分析设计了光纤光栅FFP波长解调器。     

采用高斯波形近似的干涉型光纤光栅法布里-珀罗传感系统的可见度分析

两光纤布拉格光栅(FBG)的光谱失配会使其构成的光纤法布里-珀罗(FFP)传感系统的干涉条纹可见度降低,从而影响探测性能。基于弱反射率FBG反射谱的高斯波形近似,推导了光谱失配引起的可见度变化表示式。实验测量了干涉型FFP传感系统的可见度曲线,对理论分析进行了验证。研究表明,反射谱旁瓣对光谱失配引起的可见度变化有重要影响。从光谱匹配的角度,采用高斯切趾光栅的FFP传感系统优于普通均匀光栅的系统。     

基于相位掩模板的常规光纤制备弱反射光栅

为了探索采用常规单模光纤制备弱反射光纤光栅的可行性,以降低材料成本和传输损耗,基于相位掩模板法,在常规单模光纤上刻制弱反射光纤布喇格光栅(WFBG),并进行了实验验证.建立相位掩模板刻栅系统光场统一方程,分析光场分布对光纤布喇格光栅(FBG)中心波长和反射率的影响;采用传输矩阵法分析相位掩模板长度、平均折射率变化对FB...     

啁啾光纤光栅色散补偿变迹函数的研究

本文理论地研究了啁啾光纤光栅色散补偿迹耦合函数,将两个耦合方程推导一个Ｒｉｃｃａｔｉ微分方程然后通过Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法求解在不同耦合函数下啁啾光纤光栅的反射,色散和群时延,系统地讨论了和比较了两种合函数下的啁光纤光栅补偿性能。     

具有倾角的光纤光栅反射特性的研究

对具有倾角的光纤光栅的反射特性进行了研究,得到了耦合系数随倾角变化的关系式。随着倾角的增大,耦合系数会减小,反射谱的中心波长会向长波长方向移动,而反射谱的形状不会发生改变。     

高功率光纤激光器端面反射系数快速优化算法

在高功率光纤激光器优化中提出了一种输入端反射系数与输出端反射系数快速优化算法.基于斜率效率优化准则,通过掺镱光纤激光器实例分析,数值计算结果表明,采用端面反射系数快速优化选择算法,将计算时间至少缩短为传统算法的8%,较好地避免了阶梯误差的产生,提高了计算精度;在相同的参数条件下,正向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最大,双向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域次之,而反向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最小.     

掺Yb3+光纤放大器的自发辐射噪声分析

为了研究掺Yb3+光纤放大器中自发辐射噪声分布情况,利用离散化的方法求解掺Yb3+)光纤放大器的速率方程,理论研究了不同的抽运方式、端面反射率、抽运功率以及有无滤波等条件下,端面抽运掺Yb3+光纤放大器中自发辐射的功率放大特性.结果表明,不同边界条件下的自发辐射功率差异较大;通过减少光纤端面的菲涅耳反射和利用滤波技术等方法,可有效抑制光纤激光放大器中自发辐射噪声的功率放大.     

利用光纤环镜进行优化的掺镱光纤激光器

提出了利用光纤环形镜和高反射率光纤光栅做腔镜的F P腔掺镱光纤激光器的优化设计结构。光纤环形镜的宽带反射特性使抽运光能够充分被介质吸收 ,提高激光器的转化效率 ;其反射率可调特性容易得到最佳耦合输出比 ,当光纤长度改变时 ,不必更换输出腔镜就可以得到最佳功率输出。光纤长度 7m ,抽运功率 5 1mW时 ,激光器输出功率为 5 6 5mW ,斜率效率为 19%。与其他结构光纤激光器相比 ,这种优化结构效率更高     

多阶级联拉曼光纤激光器的理论分析与优化设计

由稳态条件下描述光纤中受激拉曼散射(SRS)效应的光功率耦合方程出发,采用解析方法对多阶级联拉曼光纤激光器(CRFLs)进行了理论分析。根据拉曼光纤激光器级联阶数的奇偶性分别推导出了多阶级联拉曼光纤激光器的输出功率、光-光转换效率最大时的拉曼光纤长度和输出耦合器反射率。通过忽略反射回谐振腔输入端的剩余抽运光功率,计算了5阶级联拉曼光纤激光器的输出特性和光-光转换效率随光纤长度和输出耦合器反射率的变化。利用已有的5阶级联掺锗拉曼光纤激光器输出特性实验数据与理论分析结果进行了对比。