光纤法-珀非扫描式相关解调系统分析

为了提高解调精度,时间一致性和稳定性及降低仪器成本。利用非扫描式相关解调原理,设计了光纤法珀解调系统并进行了实验研究。建立光纤法珀解调系统的光学模型,进行了光学特性分析和参数优化;设计了光学系统和硬件解调系统。同时由于系统中存在大量背景光谱噪声、线性光分布不均匀及光纤端面的反射,导致不能准确检测出相关信号的极大值,为此提出了一种信号修正算法,能有效滤除噪声,提高了仪器的解调精度。实验结果表明:测量范围为10-40μm,分辨率为8nm,稳定性达到了7nm。该仪器能实现对传感器腔长的实时测量,且测量精度高、稳定性和一致性好。     

非扫描式光纤法 珀解调仪分析与设计

利用相关解调原理研制了非扫描式光纤法 珀解调仪,进行了理论分析和系统优化。仪器以线阵电荷耦合器件(CCD)为光电探测器,结合现场可编程门阵列器件(FPGA)和上位机(ARM)处理,实现信号的实时处理。线性光不均匀性和杂散光所带来的背景噪声,导致不能准确检测出相关信号的极大值。为此,提出了一种能有效滤除背景噪声信号处理算法,提高了仪器对微弱信号的探测能力和稳定性,使其对光纤法 珀传感器腔长测量的相关系数达到0.999 9,测量波动仅为7 nm。实验结果表明,该仪器能实现对传感器腔长的实时测量,且测量精度高,稳定性和一致性好。     

Ag纳米粒子修饰多模光纤的拉曼增强特性实验

为了分析研究光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针 的拉曼增强特性,采用简单廉价的化学方法制备Ag纳米颗粒修饰 光纤SERS探针,采用罗丹明6G(R6G,Rhodamine 6G)作为探针分子进行了不同浓度R6G溶 液(10－7~10－9M)的拉曼测试实 验和浓度为10－6M的R6G溶液的Time-course SERS Mapping实验,研究了该光纤 SER S探针的拉曼增强特性,制备的光纤SERS 探针样品检测R6G的极限浓度低至10－9M;在Time-course SE RS Mapping实验中,分 析验证了探针分子溶液蒸发过程对光纤 SERS探针的拉曼增强特性的影响。研究表明,由于制备的光纤SERS探针对荧光噪声没有抑 制作用,导致所测得探针分子 的拉曼光谱受探针分子溶液状态、测试方式的极大影响。当溶液充足时(浸泡状态),所测 光谱信号荧光噪声与有效拉曼光 谱信号都比较大;在溶液干燥过程中,所测光谱信号荧光噪声与有效拉曼光谱信号都减少, 但荧光噪声减小幅度远大于拉曼光谱信号。     

基于无线传感器网络的激光主动供能系统

提出了一种利用激光远距离激励荧光粉发光为无线传感器网络供能的方法,解决了在环境能源缺乏时传感器网络的供能问题。对激光主动供能发射光场的分布特性进行了分析,提出了能够提高激光利用率的双面荧光靶光学结构,并设计了一种在激光主动供能方式下驱动传感器节点的高效率低功耗的能量管理电路。利用3 W,473 nm激光器搭建了激光主动供能系统,实验结果表明:利用该供能系统能得到空间角为4π/3的均匀出射光场,其平均能量密度约13μW/cm2;集成有能量管理电路的无线节点在该系统中每15 min工作一次。