基于CORDIC的交流相位跟踪零差补偿方法及其实现

为了消除温度、振动等环境因素在光纤干涉测量中的影响,发展了一种基于交流相位跟踪零差补偿(PTAC)的干涉条纹相位稳定技术。利用马赫-泽德光纤干涉仪结构和杨氏双孔干涉原理实现高密度的余弦分布干涉条纹投射。光纤端面菲涅尔反射与光纤耦合器构成迈克尔逊干涉结构,光电探测器检测迈克尔逊干涉仪的输出信号。相位稳定子系统采用相位生成载波(PGC)方法提取环境因素引起的光纤干涉臂相位差,结合坐标旋转数字式计算机(CORDIC)求解相位差,并生成补偿信号反馈给压电陶瓷(PZT)驱动器,实现条纹相位的稳定。该系统相位解调精度达2.75 mrad,环境因素对干涉条纹相位的影响低于53.43 mrad。实验结果验证了该相位稳定方法的可行性。     

一种利用偏振控制器测量径向受力光纤双折射的方法

该文提出了一种基于偏振态检测技术的利用偏振控制器和光纤偏振器测量径向受力光纤双折射的方法,起偏器和检偏器本身不用旋转而依靠光纤在偏振控制器绕制的半波片使光纤中的偏振态旋转,从而达到在线测量受力光纤双折射的目的。     

干涉型光纤传感器及阵列的 分集消偏振衰落技术的研究与改进

对干涉型光纤传感器的分集检测消偏振衰落技术进行了新的理论分析,提出了将各种信号平方后相加的信号处理方式,使之能实现单元及阵列的实时消偏振衰浇信号检测,通过理论计算,可以使干涉信号幅度波动于9．5dB,并得到三路检偏是分集检测的最简取值的结论,通过自动增益控制电路,能够在信噪比有所降低的情况下消除偏振衰落的影响,实现干涉型光纤传感器的消偏振衰落,并设计了用于阵列的分集检测的实现方式。     

基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的温度测量系统

设计了一种可测量小范围温度扰动的全光纤M ach-Zehnder干涉测量系统。简单介绍了全光纤M ach-Zehnder干涉仪的基本结构和工作原理,并推导了干涉条纹移动距离与测量臂长度变化之间的关系式;在理论分析的基础上,搭建了一全光纤M ach-Zehnder干涉仪系统,通过在有标识刻线的接收屏上直接观察测量干涉条纹的移动距离来确定测量臂光纤的温度变化,最终,确定了测量臂光纤加热温度和干涉条纹移动距离之间的关系;通过实验结果分析可知,该干涉系统可实现小范围温度扰动的准确测量,测量精度可达到℃/18。     

高分辨率光纤激光振动传感器研究

提出并实现了一种高分辨率光纤激光振动传感器.通过在一段高增益有源光纤上写入光纤Bragg光栅(FBG),激光泵浦后形成光纤激光器,振动信号引起激光器的波长发生变化,采用偏振无关的非平衡Michelson干涉仪将激光波长变化转换为相位变化.干涉仪输出的信号经过光电转换后,使用采集卡转换为数字信号输人计算机,采用相位载波(PGC)解调技术,实现信号的高分辨率解调.试验结果显示:该传感器系统的最小可探测加速度在250Hz时为200 ngn/<平方根,Hz>,解调结果与待测信号具有良好的线性关系.     

干涉型光纤水听器相位载波解调技术

通过数学推导和仿真分析,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。提出了不能通过干涉信号的峰值或峰峰值检测来控制自动增益控制(AGC)电路增益的方法消除偏振衰落对输出信号的影响。在这一思想的指导下完成了光纤水听器相位载波(PGC)解调电路的设计,给出了实验测试结果。     

基于光纤Sagnac干涉仪的旋转角度测量系统

介绍了一种基于光纤Sagnac干涉仪的敏感角速度光纤传感器的工作原理。根据其输出的旋转信号的特点,采用P87LPC767单片机,设计出一套应用于角度测量的硬件及软件,实现了对中低速旋转的角度测量,可测角度范围为-360°~360,°且误差低于1%。详细介绍角度测量的实现,并对测量结果和误差进行分析。     

干涉型光纤传感器解调方法改进与研究

通过分析光纤干涉仪输出信号成分和理论推导,提出了干涉型光纤传感器相位生成载波(PGC)调制解调技术的改进方案,通过实验仿真得出,新方案不需要AGC模块就可以消除干涉仪输出光功率漂移对解调结果的影响,而且系统的最低采样频率减低了约1/3.     

基于保偏光纤马赫曾德干涉结合布拉格光纤光栅的折射率传感器

为了能同时测量折射率和温度,提出了一种基于保偏光纤马赫曾德干涉仪结合布拉格光纤光栅的折射率传感器。保偏光纤在两个单模光纤之间通过错位熔接形成马赫曾德干涉仪,布拉格光纤光栅连接在马赫曾德干涉仪的输出端用作温度补偿。实验结果表明保偏光纤快轴和慢轴两个正交模式的干涉谱随着折射率的变化而变化,当折射率范围在1.3426到1.3692时,快轴和慢轴方向上的灵敏度分别为-118.38 nm/RIU和-80.02 nm/RIU。当折射率在1.3692到1.4191时,快轴和慢轴方向上的灵敏度分别为48.3 nm/RIU和25.75 nm/RIU。同时通过测量布拉格光纤光栅谐振波长的偏移量,折射率和温度能被同时测量。     

同时测量曲率和温度的高灵敏度光纤传感器

提出了一种基于光纤模式干涉仪的同时测量曲率和温度的传感器。采用多模—光纤锥—多模光纤熔接方式形成光纤模式干涉仪,多模光纤(MMF)作为耦合波导长度设置为半自聚焦长度,将纤芯中大部分能量耦合至包层中,以此激发高阶包层模式,对中间单模光纤(SMF)进行熔融拉锥处理,进一步激发高阶包层模式并控制包层损耗,增加干涉条纹消光比,从而增加传感器的灵敏度。通过检测干涉谷值波长以及干涉谷值功率的变化,实现对曲率和温度的高灵敏度同时探测,设计的光纤模式干涉仪的消光比高达40 dB,曲率灵敏度高达141.63 dB/m~(-1),温度灵敏度为71.43 pm/℃。     

Faraday optical phase modulator on microstructured spun fiber

Optical phase modulator on Faraday effect in microstructured spun fiber is suggested for current sensor. It is showed that such modulator has a high effectiveness which is closed to theoretical one if a period of modulation is more than transit time of light through the fiber. A variation of parameters of optical interferometer with incorporated modulator is experimentally studied under mechanical disturbances on modulator fiber ends. It is discovered that a relative variation of interferometer visibility factor is considerably more than a variation of magneto-optical sensitivity under identical disturbances.     

采用光纤干涉腔的瓦斯图像探测传感器研究

针对红外线吸收式瓦斯传感器难以解决的问题:可调谐光源昂贵,调制解调原理复杂并且可靠性低.充分发挥白光干涉的简单可靠、灵敏度高的优势,利用瓦斯中甲烷引起空气折射率变化的特点,构成光纤空气腔的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪.通过杨氏干涉在白板上形成干涉条纹,条纹参数和瓦斯体积分数成比例变化.解析条纹变化在高精度测量时采用摄像头进行信息采集,再利用图像分析软件进行瓦斯体积分数计量.同时还可以通过无线与光纤网络进行远程传递.通过实验证明:该方法精确度和灵敏度比较高,可靠性好,使光学瓦斯传感器能够广泛应用.     

实用的光纤电流传感器

提出了一种结构小巧（体积为3cm×4cm×1．5cm）、使用方便的光纤电流传感器．该系统的传感头是以Sagnac干涉仅原理为基础，利用法拉第光学材料作为传感元件，经过巧妙的结构设计构成．传感头不含有任何与们振有关的光学元件，并且待测的信号与光的偏振态和光强的起伏无关，使得该传感系统特别适用于电流遥测使用．初步实验结果和理论结果吻合．     

一种新型光纤电流传感器

本文提出了一种新型的干涉式光纤电流传感器 .该系统光路为相位压缩结构 ,有大的动态测量范围 ,采用具有稳定的正交状态的 Sagnac干涉仪 ,能够自动消除由偏振产生的信号衰弱现象和光纤所固有的双折射、外界温度变化产生的干扰     

Ergonomics solution for crossing collisions based on field assessment of visual environment at urban intersections in Japan

This paper aims to assess quantitatively the actual visual environment of uncontrolled urban downtown intersections in Japan in relation to frequently occurring crossing collisions and to discuss the safety countermeasures for them. In Field Study 1 dealing with direct visibility, our ultra-wide-angle photograph analysis revealed that most of the right/left-ward visible range at 11 intersections were insufficient to check safety, and the quality of direct visibility was closely associated with causing crossing collisions. The countermeasures to reduce a blind area were determined to be a top priority. In Field Study 2 dealing with indirect visibility, more than half of the 25 traffic convex mirrors had marked shortcomings for preventive safety, and ergonomics guidelines ensuring indirect visibility were proposed for installing traffic convex mirrors. Low-cost/low-technology-oriented countermeasures are highly recommended to obtain clear/sufficient images of crucial information satisfying drivers' requirements on traffic convex mirrors in accordance with those ergonomics guidelines was highly recommended. Crossing collisions could be prevented by improvement of poor direct and indirect visibility.     

基于法拉第磁光效应的光学电流传感器电气特性研究

研究了基于法拉第磁光效应的光学电流传感器的电气特性。根据马吕斯定律,仿真分析了起偏镜与检偏镜光轴之间的夹角、交变电流引起的交变法拉第旋转角的幅值对此种光学电流传感器交流响应波形的影响,以及响应的幅值特性和频率特性。通过对此种光学电流传感器电气特性的研究,为实验中出现的问题提供了解决思路,同时也为磁光介质的参数确定提供了依据。仿真和部分实验结果表明此种光学电流传感器在合适参数下具有较好的响应波形以及幅值、频率特性。     

LD温度控制系统在光纤磁场传感器中的应用

光纤磁场传感器所使用的磁光晶体的法拉第旋转角会随着入射光波长的不同而不同,半导体激光器的工作温度对输出波长有很大影响。因此,必须对半导体激光器的工作温度进行高准确度的控制才能使光纤磁场传感器工作稳定。利用单片机驱动半导体致冷器对半导体激光器进行温度控制,不仅简单,而且温度控制稳定、准确度高。可使半导体激光器的输出波长保持稳定,保证了光纤磁场传感器的测量准确度。     

空芯光子带隙光纤在光纤陀螺中的应用前景

光纤是光纤陀螺的核心器件之一。光纤的性能参数直接决定光纤陀螺的性能。常规硅芯光纤制造工艺比较成熟,但受限于物理条件,＂克尔效应＂、＂瑞利背向散射效应＂、＂法拉第效应＂和＂舒珀效应＂影响比较大。近年来,基于光子带隙效应的导光机制与传输特性制成的在空气中传输光线的空芯光子带隙光纤逐渐应用在光纤陀螺制造中。介绍空芯光子带隙光纤的性能特点,尤其是相比常规硅芯光纤的优势;空芯光子带隙光纤的技术发展潜力;展望其在光纤陀螺中的应用前景。     

Visualizing Objects with Mirrors

We present an automatic camera and mirrors placement method for visualizing 3D scenes such that complete and nonredundant visibility is guaranteed, as well as highest image resolution. We provide algorithms and geometries for optimal object‐independent mirrors and viewpoint placement for all objects in a specific class. We also briefly consider object‐dependent algorithmic problems, where mirrors and viewpoints are positioned as a function of the object.