掺镱光纤激光器中的自脉冲效应

高功率光纤激光器多选用掺镱双包层光纤作为增益介质。掺镱双包层光纤与普通非掺杂光纤相似,由于纤芯尺寸非常小,一般为几微米至几十微米量级,极容易产生自脉冲效应。进行了大功率条件下掺镱光纤激光器自脉冲效应的研究,观察到不同的自脉冲现象。 研究结果表明,在大功率激光作用下,尽管镱离子不存在浓度淬灭,但是对于大芯径掺镱双包层光纤,与其他三能级系统相同,均存在弛豫振荡引发的饱和吸收自脉冲效应。掺镱光纤激光器中的饱和吸收效应、受激布里渊散射、受激拉曼散射等自脉冲效应不容忽视。     

包层抽运掺镱光纤激光器中受激拉曼散射和受激布里渊散射效应

高功率光纤激光器大多选用掺镱双包层光纤作为增益介质,由于光纤尺寸较小,极易在光纤谐振腔中产生受激布里渊散射、受激拉曼散射效应。包层掺镱双包层光纤激光器中一旦发生受激拉曼散射和受激布里渊散射效应,其产生高强度信号成为高功率光纤激光器的主要噪声来源,影响激光输出的特性和稳定性。对包层抽运掺镱光纤激光器中的受激布里渊散射和受激拉曼散射进行了实验研究,在单模双包层光纤中观察到受激布里渊散射和受激拉曼散射。实验结果表明,在光纤谐振腔中,抽运方式、谐振腔输出镜损耗、受激瑞利散射对受激布里渊散射的影响较大,尤其是受激瑞利散射为谐振腔提供了附加反馈,不仅压窄激光信号的线宽,而且使得受激布里渊散射的阈值迅速降低。     

超辐射掺铒光纤光源平均波长稳定性分析

为了解决高精度光纤陀螺要求长时间的标度因数稳定性到10-5以下,必须确保高精度光纤陀螺所采用的掺铒超辐射光纤光源具有非常稳定的平均波长.从超辐射掺铒光纤光源的结构出发,推导出其平均波长主要受到温度、抽运功率、抽运波长、抽运光偏振态以及光纤陀螺返回光功率的影响.详细分析了以上因素对于超辐射掺铒光纤光源平均波长稳定性的影响,并介绍了消除或者减小这些影响因素的措施.同时还总结了提高超辐射光纤光源的平均波长稳定性的相关技术,采用这些技术可以获得平均波长随温度变化系数±0.05×10-6/℃的高稳定性掺铒超辐射光纤光源.对于掺铒超辐射光纤光源在高精度光纤陀螺中的实际应用具有指导意义.     

光纤电流互感器λ/4波片温度误差补偿

λ/4光纤波片温度位相差误差是光纤电流互感器最主要误差源之一。本文研究偏振光在非理想波片处偏振态的变换过程,分析波片位相差温度稳定性对互感器测量准确度影响机理,导出波片温度误差模型。在互感器闭环信号检测方案基础上,通过不等占空比方波相位调制,展宽零相位差干涉尖峰值;进而应用第二A/D转换器,提取干涉结果中直流信息,以此设计波片温度误差补偿方案。实验结果表明,通过补偿,在?40～60℃范围内,互感器测量电流比变化量从±0.75%降低到了±0.25%。     

带第二反馈回路的全数字闭环光纤陀螺

针对全数字闭环光纤陀螺，分析阶梯波复位不理想时对陀螺标度因数和零偏稳定性的影响。在陀螺闭环系统中加入第二反馈回路，可实现调制通道增益自动调整。研究了复位误差的解调原理，在采用积分控制规律的基础上，推导回路的传递函数，并分析系统的过渡过程和稳态误差。实验结果表明，加入第二反馈回路可以在不干扰主回路工作情况下，消除复位误差，改善陀螺性能。     

光纤陀螺双方波调制方法及其实验研究

零偏稳定性是评价光纤陀螺性能的一个重要指标,Y波导的2π电压准确度和电路中的交叉干扰大小在一定程度上决定了零偏稳定性.常用的方波调制在零转速附近对2π电压的调整缓慢,导致2π电压准确度无法保证,同时引入了较大的交叉干扰,在高精度陀螺中已经很难满足性能要求.本文提出的双方波调制解调方法,能够在任意转速下快速调整2π电压,在零转速附近调整时间由方波调制的300 s缩短到1 s,使陀螺在全工作温度范围内正常工作;同时,运用相干检测理论对方波调制和双方波调制的交叉干扰特性进行了深入研究,得到双方波调制可以抑制交叉干扰的结论,实验表明陀螺零位偏差由方波调制的0.22°/h减小到0.06°/h,改善了陀螺的零偏稳定性.     

I-FOG光源谱特性研究

着重论述了光源谱宽，谱稳定性对干涉式光纤陀螺（I－FOG）的影响，给出了一些定量的公式，为确定光源类型及参数提供了参考依据。     

p+-n--n+-type power diode with crystalline/nanocrystalline Si mosaic electrodes

Using p⁺-type crystalline Si with n⁺-type nanocrystalline Si (nc-Si) and n⁺-type crystalline Si with p⁺-type nc-Si mosaic structures as electrodes, a type of power diode was prepared with epitaxial technique and plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. Firstly, the basic p⁺-n^--n⁺-type Si diode was fabricated by epitaxially growing p⁺- and n⁺-type layers on two sides of a lightly doped n^--type Si wafer respectively. Secondly, heavily phosphorus-doped Si film was deposited with PECVD on the lithography mask etched p⁺-type Si side of the basic device to form a component with mosaic anode. Thirdly, heavily boron-doped Si film was deposited on the etched n⁺-type Si side of the second device to form a diode with mosaic anode and mosaic cathode. The images of high resolution transmission electronic microscope and patterns of X-ray diffraction reveal nanocrystallization in the phosphorus- and boron-deposited films. Electrical measurements such as capacitance-voltage relation, current-voltage feature and reverse recovery waveform were carried out to clarify the performance of prepared devices. The important roles of (n^-)Si/(p⁺)nc-Si and (n^-)Si/(n⁺)nc-Si junctions in the static and dynamic conduction processes in operating diodes were investigated. The performance of mosaic devices was compared to that of a basic one.     

具有低长期漂移的单模光纤陀螺

本文报道了由三个Ｌｙｏｔ去偏器和标准单模光纤环组成的具有小于０．１度／小时短期漂移的新型光纤陀螺。在３．５／小时×６次运行中，该陀螺展示出小于０．３５度／小时（１σ）的低长期漂移。     

基于TDC-GP22的脉冲激光测距系统设计

为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求,设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨45ps的专用计时芯片TDC-GP22实现高精度、高分辨率的时间间隔测量,并采用高带宽放大电路及恒比定时时刻鉴别方法提高系统精度。详细论述了TDC-GP22时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明,该系统的测量分辨率达45ps,对时间间隔1μs内的测量精度可达60ps,对应150m测距精度可达1cm;对时间间隔1μs以上的测量精度可达1ns,对应千米级测距精度可达0.15m,满足高精度距离测量的应用需求。