非功能式光纤传感器设计基础（二）：调制方式及其理论分析方法

讨论了三种强度外调制的基本形式，即透射式、反射式和光闸式。在纤端光场分布函数的基础上，建立了相应的理论分析方法，并推广到光纤束传感器。最后给出了二则分析实例。     

纤端光场分布的计算机处理

本文引用文献［７］提出的多参数纤端光场场强分布表达式作为目标函数，结合实验中得到的实测数据，利用数据处理方法中的最小二乘拟合法的原理，采用三维极值的单形调优方法，给出调合参数的数值解，得到能准确反映实测数据的纤端光场场强分布表达式。并比较实验数据与拟会结果，最后给出纤端光场场强分布的三维图形。     

倒锥透镜型光纤端的出射光场性质

倒锥透镜型光纤端系经过特殊技术加工而成。本文用二阶统计相关函数,采用单色相干光源,计算了倒锥透镜型光纤端的光场分布及其统计相关性质,并与平端的情况作了对比。在实验上,用He-Ne激光作为单色相干光源,对理论进行了验证。     

阶跃折射率光纤中的激光模式特性

研究了根据阶跃折射率光纤中传输的光场遵循贝塞尔分布的光纤中的激光模式特性,通过贝塞尔方程解析解的方法,利用计算机仿真得到了光纤内和光纤出射端外典型的低阶线偏振模(LPmn模)的光强分布特性和传输特性;同时,研究了大模场光纤参数如纤芯直径、纤芯折射率和包层折射率等不同时典型低阶LPmn模式的光强分布特性和传输特性的变化规律;并且计算了各典型的低阶LPmn模式的M2因子,讨论了光纤激光光束质量因子的特点及随光纤参数的变化规律。     

高功率蓝紫光半导体激光器及其光场匀化研究

设计并实现了一种高功率、高光场均匀性的蓝紫光半导体激光器。采用光纤耦合技术,将28只输出功率为350mW的半导体激光器的输出激光,通过非球面透镜分别耦合进纤芯直径为400μm、数值孔径为0.22的光纤中,光纤经捆绑合束进行功率扩展后输出功率达8.1W。利用Zemax软件设计了复眼透镜组对激光光场进行整形匀化,仿真结果表明,光场均匀度从匀化前的48%提高到匀化后的86%,实验测量光场均匀度达到84.4%。为高精度3D打印技术提供了一种理想光源。     

单模与多模光纤光场的统计相关性

用准均匀光源及部分均匀相干光源分别处理多模及单模光纤,利用二阶统计相关函数及角相关函数计算了光纤端面及衍射场的光场统计性质,得到了光纤横向相关长度、角相关长度、有效发光孔径角、光强分布等参数,并与实验进行了比较。     

双包层Er3+ /Yb3+共掺光纤激光器粒子数空间分布特性研究

针对双包层光纤激光器内包层和纤芯中光强的不同分布，基于速率方程，研究了不同泵浦方式下双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤激光器上能级粒子数的空间分布。结果表明：无论采用何种泵浦方式，沿光纤的径向，越接近于纤芯中心处，上能级粒子数越低；越接近于纤芯边缘，上能级粒子数越高。沿光纤轴向，激光输出端归一化的上能级粒子数总是少于非输出端归一化的上能级粒子数。     

反射补偿式光纤位移传感器的理论分析

概述了反射式光纤传感器的发展。讨论了这类光纤传感器理论分析中所采用的纤端出射光场光强径向均匀分布的假设。给出了纤端出射场的光通量分布函数,并以全光路补偿反射式光纤探头为例,建立了补偿机理的理论分析方法,给出了传感特性调制函数的解析表达式。最后,简要分析了这类光纤传感器的温度稳定性问题。     

基于模糊PID的光纤陀螺光源光控技术研究

为了提高光纤陀螺光源的稳定性,该文在陀螺系统基础上提出了一种光源光功率控制方案。采集陀螺耦合器空端上的光功率信号来反馈控制陀螺光源的出纤光功率。在反馈控制算法上采用模糊PID控制,其具有较好的灵活性、适应性及较快的响应。测试结果表明,采用模糊PID的光控方案比未采用光控的光源驱动方案在光源出纤光功率的稳定性上提高了66%。     

相位掩模法制作光纤光栅的研究

准分子激光照射相位掩模后，在近场形成周期的条纹分布，利用近场光强对光敏光纤进行曝光，可以在纤芯中写入光栅，从衍射的频谱理论出发，导出具有一定发散的准单色准分子激光照射掩模时产生的近场光强分布，分析了光源发散角及掩模衍射特性对纤芯 强分布及光纤光栅制作的影响，并把分析结果与实验现象进行了比较。     

锥形光纤的传输特性及其仿真研究

锥形光纤广泛应用于传光领域,它的传输特性已经成为研究热点。利用光线追迹法对锥形光纤的入射光线进行跟踪和分析,主要讨论了光从小端人大端出和从大端入小端出这两种情况。经过ZEMAX软件仿真和数值模拟得出：当光从小端入大端出时,锥形光纤的耦合效率迅速的提高,达到70％;当光从大端入端出时,出光端的光强随着小端的半径减小而增加...     

原油浓度分布光纤层析成像技术的实验研究

本文提出了一种基于光纤过程层析成像技术(OFPT) 检测原油与机油截面浓度分布的新方法。该方法以1310nm 的LD 阵列为光源,由LD 阵列发出的激光,经光纤束传至光纤准直器阵列上变成平行光束,对待测液体进行检测,检测到的光信号到达光电探测器阵列上转换成为光电流,完成检测工作。本实验可实现24 条光路同时检测,实验表明误差小于3. 3 %。     

Optical Fiber Cable Measurements in the Field

The optical fiber cable measurement instruments developed by NTF for field use in the 1.3 μm wavelength are discussed. The properties of a stabilized optical light source for single-mode fiber attenuation measurement, optical time-domain reflectometer using a Q-switched Nd:YAG laser as a light source, and chromatic dispersion measurement instrument are described. From the measurement results, these instruments are revealed to be suitable in constructing and maintaining singlemode fiber optical transmission lines.     

微弯型光纤传感器光源光强的新的稳定方法

本文详细报导了该装置的原理，内容和测量结果，并指出进一步研究方向。     

Use Single－chip Computer to Realize Automatic Compensation for Optical Fiber Sensors

ＵｓｅＳｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐＣｏｍｐｕｔｅｒｔｏＲｅａｌｉｚｅＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｅｎｓｏｒｓ①ＷＡＮＧＳｈｏｕｙｕ，ＴＩＡＮＧｕａｎｇｙｕｎ，ＹＩＮＧｕｉｌｉａｎｇ（ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓ...     

光纤型输液器液位自动报警装置

利用光纤传输以及液面全内反射方式,并采用光源脉冲调制和锁相环信号检测技术,研制了一种光纤型液位自动报警装置,已经用于输液器输液终了时的远距离自动报警。该装置抗干扰能力强、安全可靠、成本低且易于网络化,并可以用于其它种类液位的非接触远距离监测。     

多模光纤自聚焦光场：改进的模型

对于多模光纤中的环形自聚焦光场，本文提出一个改进的模型。该模型与实验结果符合得很好。