基于ＦＰＧＡ的高精度多通道信号源设计与实现

针对航天领域遥测系统设备地面测试阶段需要模拟多种信号,以完成地面模拟试验,设计了一种基于FPGA和千兆以太网的高精度多通道模拟信号源。该信号源以FPGA作为系统的核心控制器,通过千兆以太网接收上位机传输的指令来控制信号的输出,实现了65路0~5V、10路0~28V、8路-15~0V可调直流模拟电压输出、2路TTE网口信号输出和16路RS422数字信号输出。该信号源结构设计简单合理,配套上位机能够对直流电压信号进行幅值设定和精度补偿,能够达到输出幅值精度优于0.01％,同时能够配置数字信号的帧格式和数据内容,能够兼容HDLC、PCM等多种数字协议。试验表明,系统能够实现所需信号的高精度可靠输出,并且具备极高的兼容性,目前,该信号源已经成功应用于某数据采编存储器的地面联试实验。     

柔性光纤压力传感器的制备工艺与参数研究

为了提高柔性光纤压力传感器的灵敏度和稳定性,对压力传感器结构设计、结构参数及制作工艺进行了研究。制作了基于不同浓度配比和不同固化时间的PDMS柔性光纤压力传感器,对比了不同参数下传感器的性能得出了最佳的配比和固化参数,最后利用光频域反射计（OFDR）测量了光纤应变变化。结果表明,在PDMS基底厚度和固化温度恒定的情况下,浓度配比和固化时间均对柔性光纤压力传感器的灵敏度有影响,并验证了当施加压力的范围为0~276.2kPa,加压的步长为27.6 kPa时,PDMS配比8:1,固化时间2h的传感器灵敏度最高,可达6.25059με/kPa。同时,柔性压力传感器具有柔韧、轻薄、可测量复杂曲面等优点,为航天航海领域弧形物体表面压力测量提供了可靠的解决方案。     

基于CO2激光器的长周期光栅制作及实验

长周期光纤光栅(LPFG)作为一种重要的无源光器件,以其独特的性能和优势被广泛应用于光纤通信与传感领域。近年来发表了许多不同的LPFG制造方法,但产品可靠性依旧是需要解决的关键问题。提出用CO2激光熔融拉伸法制备长周期光纤光栅,改善了在LPFG制备中各种因素影响导致刻写失败的问题,该方法采用CO2激光器对光纤进行加热软化,在步进电机的恒定拉力下拉锥,重复在据上一锥形中心一个光栅周期的位置处加热拉伸,得到在波长为1539nm处出现最大衰减峰,峰值大于15dB的长周期光纤光栅,提高了LPFG的制备成功率及一致性。并对产品的可靠性进行验证,测试其温度、轴向应力的敏感特性。该研究在光纤激光系统及其应用的光学器件方面有较大应用潜力。