用于光纤围栏入侵告警的频谱分析快速模式识别

相位敏感光时域反射计(Ф-OTDR)在光纤围栏等动态传感领域具有重要的应用,快速、有效地对入侵信号分类识别有着十分重要的意义。基于频谱分析提出了一种称为频谱欧氏距离法(EDFS)的快速模式识别方法。该方法通过短时平移差分和短时能量法对Ф-OTDR的解调信号进行提取,确定待分析数据段;对数据段进行归一化和快速傅里叶变换,获得信号的频谱特征;计算信号频谱与预先生成的模板之间的欧氏距离对入侵信号进行分类、识别。采用三种入侵信号对该方法的有效性和实时性进行了实验验证。结果表明,该模式识别方法可以有效识别扰动信号,识别时间小于传统的动态时域规划模式识别方法耗时的1/10。同时,该方法所需训练样本较少,对环境噪声有一定程度的抑制作用。     

空芯光子晶体光纤吸收池的激光稳频技术

针对星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达的应用需求,研制了一套利用空芯光子晶体光纤(HC-PCF)作为吸收池,以CO2气体1.57μm处的吸收线作为频率参考,基于频率调制光谱稳频技术的激光稳频系统。结合其工作原理,建立仿真模型,计算了CO2气压、光谱调制频率以及调制深度对稳频误差信号的影响,给出最优化的设计参数。并且与实验测试数据进行了比对,实验数据与计算结果吻合。报道了系统的稳频效果,给出进一步提升稳频性能的方案意见。     

脉宽调制技术在CCD光电自准直仪中的应用

为了解决室外环境变化(如温度、雨雪、烟雾及沙尘等)对CCD光电自准直仪测量工作的影响,介绍了一种与CCD曝光时间同步的自动反馈脉宽调制(PWM)数字调控照明光源光强的方法,使光电自准直仪在环境条件变化和整个测角量程范围内,都可获得较高信噪比,保证了系统的测量精度.实验结果表明:环境温度在-40～60℃之间变化时,光电自准直仪在±3 600"全量程范围内具有良好的线性度,分辨率0.2",测量精度±3".表明这一技术有效克服了环境因素对测量稳定性的影响,扩大了CCD光电自准直仪的动态范围,并具有简易可控的优点.     

级联非平衡Mach—Zehnder干涉仪型复用器特性分析

本文分析了非平衡马赫－曾德干涉仪的特性,设计和讨论了多级级联非平衡马赫－曾德干涉仪型密集波分复用／解复用器,对其光谱特性、信道谱宽和隔离度进行了模拟分析,结果表明利用光纤光栅来提高信道隔离度的结构可以满足系统需要。这种结构复用／解复用器可用于至少16路或32路的密集波分复用系统中。     

高功率光子晶体光纤激光器研究进展

光子晶体光纤的出现，为高功率光纤激光器的关键技术-大模区光纤的实现提供了新途径。基于铒镱共掺磷酸盐材料的包层掺杂新结构出现，为实现更加紧凑的光纤激光器提供了可能。常规高功率光纤激光器中的抽运技术，谐振腔技术和相干组束技术也在不断融入高功率光子晶体光纤激光器。高功率光子晶体光纤激光器的调Q和锁模输出也已经实现。     

正弦相位调制下多波长掺铒光纤激光器的研究

通过理论分析并实验验证了一种能在室温下实现稳定的掺铒光纤激光器(EDF)多波长输出的方法。通过在线形谐振腔中引入正弦相位调制器。抑制了由于掺铒光纤的均匀展宽效应引起的模式竞争，从而避免了在室温情况下不稳定的单波长激射。与此同时，线形谐振腔引起的空间烧孔效应也有利于抑制均匀展宽效应。通过取样光纤光栅(SBG)的选频作用，实验中观察到稳定的5个波长的同时激射，相邻波长间隔为0．8nm，符合ITU标准。     

基于莫尔光纤光栅的带通滤波器

通过改变写入条件,控制两次曝光量、光纤拉伸大小和起始位相差等参数,可以调整π相移点的位置,制作出符合要求的相移光纤光栅.用同一块均匀相位板在普通的SMF-28单模光纤上制作出了3 dB带通宽度分别为0.01和0.5 nm的带通滤波器,符合理论模拟的计算结果.利用啁啾量为10 nm/cm,长度为1 cm的啁啾相位掩模板制作了7信道的带通滤波器.     

基于保偏光纤光栅的低噪声外腔半导体激光器

研制了1550nm波段的窄线宽、低噪声混合集成外腔半导体激光器,将保偏光纤布拉格光栅(FBG)作为反馈元件与半导体增益芯片进行耦合,并利用FBG斜边处的大群时延特性将半导体激光器的线宽压窄。所得到的蝶形封装激光器原型器件实现了稳定的单纵模、单偏振激光的保偏输出,在1kHz处积分线宽为15.9kHz的输出功率≥30mW,洛伦兹线宽为4.85kHz,本征线宽为4.06kHz,相对强度噪声≤-155dB·Hz~(-1)@1 MHz,偏振消光比25dB,无跳模电流调谐范围≥8 GHz,无跳模温度调谐范围≥14 GHz,6h功率稳定度为1.7%,频率漂移量50 MHz。     

利用预曝光技术制备复合结构光纤光栅传感器

报道利用预曝光技术制备的复合结构光纤光栅传感器。提出利用预曝光技术使某一小段光纤的折射率变大,而后在预曝光部分和未曝光部分的交接处一次性写入光栅,即可得到具有两个透射峰的透射谱。实验研究了该复合结构光纤光栅在温度和应力传感上的应用。实验结果表明,利用该复合结构光纤光栅可以实现温度与应变的同时测量。     

光纤光栅在金属锈蚀传感中的应用

介绍了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)应变敏感特性的金属锈蚀传感器。该器件由光纤光栅、有预应力的钢弹簧和一些机械部件组合而成。组合后的弹簧处于压缩状态。在弹簧弹力的作用下,光纤光栅的峰值波长增长了3.2 nm。对该器件进行了加速腐蚀实验:将其放入盐酸环境中,逐日监测光纤光栅峰值波长的变化,发现峰值波长逐渐缩短,说明弹簧的弹性系数随着弹簧的锈蚀而逐渐减小。到弹簧锈蚀断裂,整个锈蚀过程持续了1315 h,平均锈蚀速率约5μm/d。实验表明了该传感器在实际应用中的可能性。同时讨论了光纤光栅的温度效应及其他影响其实用性的因素。