扰偏器驱动电路的新型程控放大器设计

自发布里渊散射分布式光纤传感系统中的扰偏器需要高速驱动电路来驱动。讨论了现有程控放大器的特点,在指出其不足之处的同时,提出了一种使用模拟乘法器和数模转换器实现程控放大器的新设计方案。这种新放大器拥有高转换速率和带宽,其增益由单片机输出的数字量控制,不仅可以用来驱动扰偏器,还适用于其它智能仪表和自动控制系统。     

迟滞和蠕变补偿的F-P滤波器波长解调方法研究

在光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating, FBG)的波长解调方法中,可调谐法布里-珀罗(Fabry Perot, F-P)滤 波器解调法使用较多,但F-P滤波器中锆钛酸铅压电陶瓷（Pb(Zr1xTix)O3,PZT）的迟滞和蠕变使F-P滤波器输出波长随时间非线性变化,带来波长解调误差大、传感检测精 度低的问题。本文从研究F-P滤波器中的PZT迟滞和蠕变特性入手,提出了一种基于热标准具与PZT迟滞和蠕变补偿控制的F-P滤波器解调方法。控制PZT的驱动电压随时间非线性改变,使宽带光源经过F-P滤波器输出的波长能随时间等间隔变化,获得了随时间线性变化的标准具透射谱峰值波长,作为波长标尺的“刻度线”,为解调传感光栅的波长提供精确的波长基准。利用FBG测温的实验结果表明,本文提出的方法与未进行迟滞和蠕变补偿控制的方法相比 ,温度测量精度提高约20倍,温度测量误差小于0.5 ℃。     

SPM光纤连接器端面几何参数干涉测量仪

分析了光纤连接器端面几何参数对光纤连接器性能的影响,提出了一种利用正弦相位调制(SPM)干涉仪测量光纤连接器端面几何参数的新方法。计算机模拟计算表明,这种方法能在有噪声干扰情况下高精度测量光纤连接器端面几何参数。     

波长扫描型布里渊光时域反射仪

布里渊光时域反射仪(BOTDR)是一种具有广泛应用前景的分布式光纤传感器。对于特定的入射波长,自发布里渊散射光的布里渊频移与温度和应变成线性关系,通过测量光纤沿线布里渊频移分布可实现温度或应变的分布式传感。布里渊功率谱扫描是BOTDR获取布里渊频移的常用手段,已有光频差扫描与电频扫描两种方式。基于布里渊频移对波长的依赖性,提出一种波长扫描型BOTDR。采用可调谐激光器作为光源,通过扫描入射光波长,来获取布里渊功率谱,该方法兼具光频差扫描与电频扫描的优点。实验证明了该方法的可行性,对23.4km光纤进行测量,实现了5m的空间分辨率与2.2℃的温度测量精度。     

基于永磁同步电机驱动的螺钉旋拧过程控制研究

针对电动旋拧螺钉工具在旋拧螺钉过程出现的空转、卡滞以及速度波动问题,设计开发一套控制系统,对工具的运动过程进行控制。在旋拧启动阶段,采用矢量控制和谐波电流抑制相结合的方法,在矢量控制的基础上增加谐波电流环以减小PMSM的速度波动;在旋拧密接阶段,使用基于卡尔曼滤波的负载转矩观测器,完成对负载的观测及补偿以提高密接阶段的平稳性。通过实验证明,该控制系统可以带动工具完成旋拧螺钉的功能,与常规控制方法相比,在启动阶段电机速度波动幅度降低了50%,在密接阶段电机速度波动幅度降低了30%,机构振动幅度大为减小。     

调控矢量激光场在表面处理中的应用研究

为了研究调控矢量激光场在表面处理中的应用, 基于Nd:YAG脉冲调Q激光器, 搭建了矢量调控模块, 采用选取钛合金和单晶硅进行激光烧蚀打孔实验的方法, 对柱对称矢量激光的脉冲次数、光束的偏振态和拓扑荷数对激光表面处理的影响进行了系统研究。结果表明, 激光脉冲次数对孔的影响主要集中在孔深和孔径, 光束偏振态主要影响孔的圆度和光洁度, 拓扑荷数则影响孔底和孔周的光洁度。调控矢量激光作为一种特殊激光, 有望在优良材料加工和处理领域获得广泛应用。     

Ince-Gaussian矢量光场束腰位置对紧聚焦特性影响的研究

为了获得Ince-Gasussian矢量光场束腰位置对紧聚焦特性的影响规律,采用正交偏振的奇偶模式叠加理论和Richards-Wolf矢量衍射积分理论,对不同束腰位置的Ince-Gaussian矢量光场紧聚焦特性进行了研究。结果表明,在高数值孔径聚焦条件下,入射Ince-Gaussian矢量场的束腰距离透镜位置z_i在一定瑞利长度z_R范围内(z_i < 0.5z_R)改变时,其聚焦场的横向场结构即光强与偏振态分布,依然可以保持稳定;通过聚焦场相位结构分析,给出了在束腰距离透镜位置z_i超过一定瑞利长度z_R范围(z_i>0.5z_R)时,影响横向场结构不稳定的原因;聚焦场纵向偏振分量作为聚焦场的一个自由度,被证明可以用来构建更加丰富的矢量结构光场。此研究结果对复杂结构矢量光场在光学微操控与光信息存储方面的研究有重要参考价值。     

基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅方法

提出了一种基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅方法。研究了光子晶体透射谱中心波长随双缺陷层折射率变化的规律,设计了适用于532 nm与1064 nm波长的非线性光子晶体激光限幅结构,实现了弱光的高透射和强光的高阻断效果。所设计的激光限幅结构为(AB)_6CAC(AB)_6双缺陷一维光子晶体,适用于532 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、SrF_2和CS3-68玻璃,对弱光的透过率为86.4%,对强光的透过率为0.02%;适用于1064 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、CeF_3和CdTe,对弱光的透过率为79.8%,对强光的透过率为0.3%。     

高精度光纤连接器端面测试仪研制成功

光纤连接器是使用量最多的光无源器件之一,在光纤通信和光纤传感系统中不可或缺。为了提高光纤连接器的互换性,保证其工作性能,在光纤连接器研磨生产、成品检测和装配使用过程中,对其端面几何参数的检测非常必要。研制具有自主知识产权的光纤连接器端面测试仪有广阔的市场前景。     

基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术

基于布里渊效应的光纤传感(BEOFS)技术具有长距离、高精度、连续分布式、多参量传感的独特优点,在介绍BEOFS技术的原理、发展现状以及重要应用领域的基础上,对实现长距离、高精度、快速分布式布里渊光纤传感的关键技术进行研究和探讨,给出了提高系统传感速度的方案.