全保偏光纤直流磁场传感系统

采用保偏光纤耦合器和偏振器搭建了马赫-曾德尔型光纤干涉仪。在传感臂中接入铽镝铁材料被覆保偏光纤结构的光纤磁传感探头,在参考臂中接入保偏光纤PZT相位调制器进行工作点控制,得到了全保偏结构的光纤直流磁传感系统。该系统抑制了偏振诱导的信号衰落,实现了稳定的直流磁场信号检测。实验得到了系统对0.75mT~60mT的外加直流磁场响应特性,结果表明,该直流磁场传感系统的线性度达到了0.997,最小可检测的直流磁场达到3.4×10-6T。     

基于干涉解调技术的光纤激光器水声传感系统

分析了基于Michelson干涉解调技术的光纤激光器水声传感的原理,在一段掺铒光纤中写入具有π相移的光纤光栅构成光纤激光器,水声压力作用在激光器上引起激光工作波长的变化;采用基于3×3耦合器的偏振无关的非平衡光纤Michelson干涉仪将激光波长变化转化为干涉仪的相位变化;干涉仪的输出由光电探测器转换后使用DSP进行信号解调.针对3×3耦合器分光比不对称的问题,本文提出利用实时调整幅度的2路干涉信号进行解调的方案,该方案不需要3×3耦合器有严格的分光比,消除了外界环境对解调输出的非线性影响.水声探测实验表明,光纤激光器水声传感系统的声压灵敏度为-166.5 dB(参考值1 rad/μPa),解调结果与水声信号具有良好的线性关系.     

PGC解调光纤传声器技术的讨论

1引言光纤传声器是将声波信号转换成调制的光学信号,并通过光纤传输,再将调制的光信号解调成电信号的一种装置。光纤传声器较之驻极体传声器、硅微电容传声器等有明显的优势:由于在传感探头部分没有电信号的转换,也没有电子电路,因而不会受电     

宽带铋基掺铒光纤放大器增益及噪声特性研究

利用Er3 离子四能级结构速率方程组和光功率传输方程组,数值模拟了铋基掺铒光纤放大器(EDFA)的增益及噪声特性,模拟结果与实验报道结果取得了很好的一致。同时,详尽地分析了增益及噪声特性与光纤长度、泵浦功率和输入信号功率的关系,优化了放大器的性能,从理论上得出一个20dB增益带宽达76nm、噪声系数接近4dB的铋基EDFA。研究表明了铋基掺铒光纤放大器适合用作于现代DWDM系统中C L波段的光纤放大器。     

琼斯矩阵在分布式光纤传感器偏振态分析中的应用

针对基于Sagnac原理的分布式光纤传感器中光波偏振态在双折射影响下所带来的干涉信号"偏振诱导衰落"问题,运用琼斯矩阵分析法,建立了传输光偏振态影响系统功率传输系数的数学模型;根据仿真分析的结果,发现使用反射镜作为反射元件,只能消除光纤圆双折射的影响,而不能消除线性双折射的影响.因此,提出了使用法拉第旋转镜提高系统抗偏振衰落能力的改进方法,仿真结果表明可以很好地消除传感光纤的线性双折射和圆双折射的影响.     

基于卡尔曼滤波的光纤压力信号解调方法

针对光纤法布里-珀罗传感系统长时间运行时,数据采集等电路部分热噪声过大,造成压力信号相位解调误差过大的问题,建立了基于卡尔曼滤波算法的压力解调算法模型,使用卡尔曼滤波算法对光纤压力信号进行去噪处理.经过计算,当信噪比为15 dB的情况下相位解调误差低于0.1 rad,标准差缩小1 000倍,不同信噪比下,滤波后的相位解调标准差稳定在0.012~0.026 rad之间,绝对相位拟合直线的截距稳定在75.8~76.7.实验结果表明,经过降噪滤波处理的信号解调出的结果精度明显改善,提高了系统在噪声条件下的解调精度和整体稳定性.     

2.07μm光纤激光在弱湍流条件下的传输特性研究

本文报道了一种2.07μm波段可调谐主动锁模光纤激光并在室内模拟大气湍流条件下进行传输特性研究。增益介质为1.5 m长的掺钬光纤,主动锁模通过LiNbO3强度调制器在腔内引入周期强度调制实现。腔内引入非线性偏振旋转效应实现波长2058.4nm^2078.6nm可调谐。实验获得了稳定的基频锁模脉冲和10阶,24阶,48阶谐波锁模脉冲,对应频谱信噪比为66.79 dB、61.37 dB、54.82 dB和49.66 dB。锁模脉冲经过数字调制后在实验室内大气湍流模拟池中进行传输,分别获得了?T为70℃,140℃和210℃时三种湍流强度和背对背条件下的眼图;与背对背条件相比,在?T=210℃时光信噪比降低了9.14 dB。     

光纤传感器中偏振开关法消偏振衰落技术

针对低双折射光纤双光束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落,提出的一种新型消偏振方式可以在可见度略有下降的情况下,较好地消除偏振态变化引起的干涉信号可见度的随机变化。该方案是通过相互正交的两个偏振态,补偿由于其中一个偏振态变化导致的干涉信号衰落。通过自动增益控制电路（AGC）可以使传感信号稳定,能够在信噪比有所下降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。     

干涉型光纤传感器光正交外差解调技术研究

针对干涉型光纤传感器信号传感的原理特点,本文提出了一种光正交外差解调技术.该方法使用可调光纤延时线进行传感光信号延迟的精确调整以实现正交外差解调,从而减少了光电探测器的低频噪声影响.与常规的外差解调技术相比,提出的解调结构方案消除了电子移相元件所带来的额外电子噪声与环境温度变换引起的相位漂移.通过压电陶瓷环谐振特性测量实验,表明了提出的基于光正交外差的干涉型光纤传感器解调技术可以有效地进行干涉振动信号的解调,实验取得的最小可探测相移量可达到9.2× 10-5 rad.     

抑制噪声的宽带碲基掺铒光纤放大器性能分析

设计了一个带光隔离器的复合型宽带碲基掺铒光纤放大器（EDTFA），通过对该结构模型下的速率方程和光功率传输方程组的数值模拟，理论研究了EDTFA在插入光隔离器后的性能变化。研究表明，通过插入光隔离器抑制反向传输的放大自发辐射（ASE）噪声，可以有效地改善宽带EDTFA的信号增益和噪声特性。在光纤激活长度240cm、铒掺杂浓度2000ppm和前向泵浦功率200mW下，光隔离器插入在最佳位置处时，1540nm～1600nm波段内16路信道小信号增益分别提高了0.8dB～5．9dB，噪声系数降低了0.2dB～2．2dB。研究结果对于新型宽带EDTFA应用于WDM通信系统中具有理论指导意义。     

基于光纤矢量水听器的浅海噪声矢量场特性研究

基于简正波理论分析了浅海噪声矢量场声压和质点振速的强度特性,仿真了浅海声压和质点振速的噪声强度在深度和频率上的变化特性,噪声矢量场强度特性仿真结果与实验测量结果一致。针对声场测量的有效性,给出了加速度通道自噪声谱级和灵敏度必须满足的关系式,并提出了降低自噪声对接收系统影响的两种措施。最后分析并对比了系统自噪声谱级和海洋环境噪声谱级,结果表明,声压通道的自噪声比环境噪声谱级低20 d B左右,Y通道和Z通道的自噪声比环境噪声低3.5 d B以上,X通道的自噪声谱级在200 Hz附近与环境噪声谱级最为接近,约比环境噪声低1.5 d B。     

成组光纤水听器特性研究

成组光纤水听器具有能抑制流噪声、有指向性、灵敏度高等优点,可应用于全光拖曳阵.介绍了成组光纤水听器的概念,建立了其拾取水声信号的水声信号检测模型,理论分析了其灵敏度和指向性.完成了四子单元的芯轴型成组光纤水听器的光学设计和机械设计.在非消声水池中,采用脉冲法测定了其灵敏度和指向性.结果显示:此结构的成组光纤水听器灵敏度为-152dB(0dB=1rad/Pa),与理论值-151dB基本符合;当时,指向性函数主瓣宽度为28°,与理论值26°度基本吻合.     

用于MEMS仿生矢量水听器流激噪声抑制的“三明治”式封装结构设计与性能测试(英文)

MEMS仿生矢量水听器具有体积小、成本低、安装方便、有矢量性等优点,将MEMS仿生矢量水听器应用于水下环境必须解决透声、绝缘、流激噪声抑制等问题.为此,在前期单层聚氨酯封装结构的基础上,提出聚氨酯-水-聚氨酯"三明治"式封装结构,外层聚氨酯直径36 mm,内层聚氨酯直径32 mm.完成了"三明治"式封装结构设计计算与试制测试;并通过典型使用环境实验验证该封装结构的流激噪声抑制能力.实验结果表明在20~1 000 Hz内该封装结构在几乎不损失灵敏度和矢量性的前提下,比前期的封装结构在抑制流激噪声能力方面提高20 dB以上.     

自适应降噪麦克风壳体声学有限元分析与设计

基于DSP技术的自适应主动降噪麦克风是近年来适应超高噪声下通讯应用而发展起来的麦克风技术。该技术依靠两个独立的无指向型传声元件实现降噪。这两个传声元件通常背靠背地封装在一起。根据自适应滤波理论,系统的降噪性能与这两个元件间对应背景噪声的空间相干函数及对应近场语音的传递函数有关。这两个函数又与麦克风封装壳体的几何设计直接相关。为优化降噪性能,建立了一个以有限元声学仿真为基础的,考虑声场特性及麦克风壳体几何形状的主动降噪性能的模型。依据此模型,提出了新型附加反射板的壳体设计方案。仿真和实验结果显示,相对传统壳体设计,有限元优化后的新方案可以提高麦克风降噪性能大于15dB,提高输出信噪比大于10dB。     

Sagnac 干涉型水听器的信号解调技术

为了对Sagnac干涉型水听器的信号进行解调,在讨论了Sagnac干涉型水听器的原理,得到和Mach-Zehnder干涉型水听器的不同之处后,提出了相应的解调技术．并用软件实现了信号的解调．解调结果表明,输出信号与输出信号完全一致,并可以准确标定出干涉仪的相位调制．     

干涉型光纤水听器灵敏度校准方法研究

研究了利用贝塞尔函数比值来估算得到干涉型光纤水听器光相移的方法,而得到光纤水听器的相移灵敏度。对理论模型进行了模拟,并对一推挽式干涉型零差光纤水听器进行了实际校准。     

Impairments Approximations in Assembled mmWave and Radio Over Fiber Network

The fiber nonlinearity and phase noise (PN) are the focused impairments in the optical communication system, induced by high-capacity transmission and high laser input power. The channels include high-capacity transmissions that cannot be achieved at the end side without aliasing because of fiber nonlinearity and PN impairments. Thus, addressing of these distortions is the basic objective for the 5G mobile network. In this paper, the fiber nonlinearity and PN are investigated using the assembled methodology of millimeter-wave and radio over fiber (mmWave-RoF). The analytical model is designed in terms of outage probability for the proposed mmWave-RoF system. The performance of mmWave-RoF against fiber nonlinearity and PN is studied for input power, output power and length using peak to average power ratio (PAPR) and bit error rate (BER) measuring parameters. The simulation outcomes present that the impacts of fiber nonlinearity and PN can be balanced for a huge capacity mmWave-RoF model applying input power carefully.     

MEMS仿生矢量水听器优化设计

针对纤毛式MEMS仿生单矢量水听器灵敏度偏低、频响曲线起伏较大的缺陷,对该结构水听器进行了优化设计.通过理论分析和仿真计算,从两方面进行了优化,一是纤毛材料的选择,选用光纤替代塑料柱体;二是设计了一种"半油半酯"新型封装结构.最后在国防水声一级计量站对该封装水听器进行了相应的校准测试.测试结果表明,该水听器性能较之前有了明显提高,灵敏度达到-165 dB(包括前置放大26 dB),频响范围为20 Hz～2 kHz(±4 dB),具有良好的"8"字型指向性.     

新型两段光纤双向泵浦掺铒光纤放大器

运用工程化掺铒光纤放大器模拟理论方法，基于国产１４８０ｎｍＬＤ泵源和国产Ｅｒ＾３＋／Ａｌ＾３＋共掺杂光纤，从理论和实验上分析比较了新型两段级联泵浦与普通单段双泵两种结构ＥＤＦＡ的增益、功率和限幅特性。两段级联ＥＤＦＡ比单段ＥＤＦＡ的增益、３ｄＢ饱和输出功率和动态范围分别提高了５ｄＢ、１ｄＢ和１２ｄＢ，泵浦光转换效率改善了２０％。     

实用型1.47μmLD泵浦掺Er~3+光纤放大器模块

在国内首次采用国产１．４７μｍ激光二极管和掺Ｅｒ３＋／Ａｌ３＋光纤研制成光电一体化的光纤放大器实用型模块样机。模块净增益２７ｄＢ，饱和输出功率０ｄＢｍ，最大输出功率７ｄＢｍ，光学带宽＞２０ｎｍ，噪声系数＜７ｄＢ，可供光纤通信和光孤子传输实验系统试用。