干涉型分布式光纤传感系统抗偏振衰落性能研究

为了解决分布式光纤传感系统中常出现的偏振衰落现象,提高系统的稳定性,在分析了系统检测原理基础之上,基于单模光纤的双折射等效琼斯矩阵,建立了分布式光纤传感系统模型,明确了采用不同反射器件条件下,探测光强I与入射光偏振角度i的关系。通过试验证明系统采用旋转角为π/2的法拉第旋转镜(FRM)具有较好的抗偏振衰落特性。     

单模光纤中光束偏振态的自调节

本文从等效波片的观点出发,详细介绍了等效波于片的弯曲单模光纤圈,以及由几个这样的光纤圈的组合,通过简单的扭转装置来控制单模光纤中传输光偏振态的自调节原理与技术。实验证明,采用本文设计的调节系统完全可以取代经典波片,从而实现单模光纤中传输光束偏振态的自调效果。     

基于弹光调制的偏振态测量方法

偏振编码是利用光信号的偏振态承载信息进行编码,旨在解决高速光纤通信中非线性效应和偏振模色散等问题。本文提出了基于弹光调制器的偏振态测量方法,该方法不仅保留了原有弹光调制器偏振测量的优点,并且克服了现有方法无法用阵列探测器有效采集信息及调制频率高等缺点,同时给出了Matlab模拟仿真及实验验证方案。理论分析、模拟仿真及实验验证了该方法的可行性。测量结果的误差分析表明,该方法能满足测量要求,这为偏振编码在高速光纤通信中的应用创造了条件。     

基于局域表面等离子体共振的近场偏振测量

在近场条件下金纳米粒子能引起光场矢量局部变化,针对金纳米粒子的这一特性,提出了一种检测近场光偏振态的新方法。将半径为50 nm的金纳米小球组成金纳米粒子阵列结构,利用该结构产生一定的光强分布图案,用于检测不同偏振态的光场矢量。利用数值模拟软件FDTD对金纳米粒子阵列结构进行模拟仿真,结果表明,从仿真图案上可以直观地分辨出5种不同偏振态的光场。     

多通道型偏振成像仪的偏振定标

为了解决多通道型偏振成像仪的偏振定标问题,提出了一种基于积分球无偏光源的偏振定标方法。通过研究偏振光束与光学器件的相互作用,推导出多通道型偏振成像仪的矢量辐射传输模型,确定了需要标定的参数。运用无偏光源标定系统的偏振效应,基于矢量辐射传输模型对中心视场绝对辐射定标系数、光学镜头起偏度和系统低频相对透过率等关键参数进行了标定,通过分析标定结果求解了系统全视场的穆勒矩阵。最后,使用可调偏振度光源验证了仪器典型视场的偏振定标精度。研究结果表明,基于无偏光源的偏振定标方法可以有效提高多通道型偏振成像仪的偏振定标效率;经偏振定标后仪器在目标偏振度低于20%时的偏振测量误差小于1%,满足大气气溶胶测量精度的要求。     

具有温度和偏振态补偿功能的光纤电流传感器的研究

本文在分析影响光纤电流传感器（ＯＦＣＴ）稳定性和测量精度的因素的基础上提出了一种新型传感器结构,具备对ＯＦＣＴ的温度与偏振态扰动的自动补偿功能,其偏振灵敏度小于０．０５ｄＢ,长期稳定度优于０．３％,检测精度优于０．２％,较好地满足电力计量与控制系统应用要求。     

OSA系统中偏振测量及应用

OSA(光学光谱分析仪)采用增强型硅摄象管作为光电探测元件,探测灵敏度高、快速、精确,是一种先进的多通道光学分析仪。激光光源和OSA用于荧光分析能大大提高方法的灵敏度。但荧光光谱法选择性往往不好,使其应用受到了限制。近年来Seitz等利用荧光偏振的差异选择分析二元混合体系,为提高荧光分析法的选择性又开创     

光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差

为了减小保偏延迟光纤偏振串音对光纤电流传感器测量精度的影响,利用琼斯矩阵研究了全光纤电流传感器的偏振耦合误差。简化了保偏延迟光纤的偏振串音模型,并基于简化模型得出了保偏延迟光纤偏振串音与输出的关系。通过理论仿真分别分析了在常温和变温条件下偏振串音对传感器变比的影响。对比实验结果与理论分析结论,验证了简化的偏振串音模型的合理性和仿真结果的正确性。测量了实际保偏延迟光纤偏振串音的温度特性,结果表明:在延迟光纤存在一定偏振串音时,光纤电流传感器的变比误差随电流的增加而增大;电流一定时,延迟光纤串音越高,光纤电流传感器的变比误差越大。最后,给出了满足光纤电流传感器0.2S级误差要求时延迟光纤偏振串音的允许波动范围。     

光学薄膜中的偏振效应

介绍了薄膜偏振效应的基本理论.光学薄膜在光倾斜入射时可等效为一线偏振器和一位相延迟器,这一特性可以用琼斯算法进行描述.利用薄膜的这一特性可以消除光学系统中不想要的偏振效应以保持光的偏振状态,也可以用来制作薄膜位相延迟片.用琼斯算法对YAG激光用全反射角立方反射镜的偏振特性进行了分析,并利用薄膜的偏振特性设计了两膜系对其进行了补偿;最后对一全介质高反射膜的相移特性进行了分析和优化设计,得到了一偏振保持高反射膜.     

光弹调制差频偏振测量及误差分析

针对现有光弹调制测量偏振方法无法用普通阵列探测器有效采集锁相频率,难以测量复色光的偏振特性等缺点,提出了一种三光弹调制器互差频调制的新型偏振测量方法.操作时,3个光弹调制器分别工作在频率w1,w2和w3上,三频率大小略有差异,从而可以对光进行差频调制并产生载有被测光偏振信息的低频调制分量(0,w1-w2,2w1-2w3);然后,通过锁相放大即可以一次测量获得斯托克斯矢量S中的S0,S1和S2.介绍了三光弹调制差频偏振测量的基本原理,通过相应的数值仿真和实验验证了其可行性,并对差频大小、相位延迟幅度等因素对测量结果的误差进行了初步分析.分析表明,该方法不仅保留了原光弹调制偏振测量方法测量精度高等优点,而且调制光电流频率下降了2～3个数量级(10～500 Hz),普通阵列探测器即可实现探测,在高精度偏振成像技术方面具有潜在的应用价值.     

透射式机场激光能见度仪的研究

介绍了一种基于透射表原理的可见激光测量气象能见度和灯光能见度的仪器。简要介绍了其探测原理和反演技术实现、系统结构和终端软件的设计方法。由于采用了太阳能供电和能见度／背景分时轮换探测技术，使得仪器功耗小、安装与调校方便、性能价格比高，具有很高的实际应用价值。     

基于激光超声技术的探损检测技术研究

超导声波结构损伤比较敏感,传输距离长、传输衰减小,在无损领域的应用越来越广泛。激光超声检测分辨率高、不需要接触等,在无损检测领域已成为新的研究热点问题。深入讨论和研究了基于激光超声技术的结构损伤检测方法,完成激光超声检测系统的搭建,并对该系统的硬件和控制方法进行了分析和研究,对Lamb波的传播状态和损伤之间的关系进行分析。从复波小波变换和色散能量补偿聚焦2个不同的角度进行信号分析和特征提取。完成小波变换法对铝板的损伤成像。为以后的实际工程应用,提供借鉴和参考。     

激光气体检测及温压补偿研究

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是一种灵敏度高、分辨力高和响应快速的气体测量技术,基于(TDLAS)的激光气体分析仪具有预处理简单、不受背景气体和粉尘影响的特点,是工业过程气体在线分析理想选择。本文介绍了波长调制的吸收光谱浓度测量原理以及实际工况下浓度的温压补偿方法。     

Correction of Errors in Polarization Based Dynamic Phase Shifting Interferometers

Polarization based interferometers for single snap-shot measurements allow single frame, quantitative phase acquisition for vibration insensitive measurements of optical surfaces. Application of these polarization based phase sensors requires the test and reference beams of the interferometer to be orthogonally polarized. As with all polarization based interferometers, these systems can suffer from phase dependent errors resulting from systematic polarization aberrations. This type of measurement error presents a particular challenge because it varies in magnitude both spatially and temporally between each measurement. In this article, a general discussion of phase calculation error is presented. We then present an algorithm that is capable of mitigating phase-dependent measurement errors on-the-fly. The algorithm implementation is non-iterative providing sensor frame rate limited phase calculations. Finally, results are presented for both a high numerical aperture system, where the residual error is reduced to the shot noise limit, and a system with significant birefringence in the test arm.     

高层建筑检测方法,研究与应用

介绍了高层建筑检测的基本思想、技术路线和具体方法,并为高层建筑检测的研究与应用提供了一个基本框架。     

激光在无损检测中的应用与发展

探讨了激光在无损检测中的应用、地位及发展前景,尤其是激光全息检测（ＥＳＰＩ） 技术团精度高、可实时测量、非接触、可用于远距、高温、水下等非常场合,有着重要 的理论和实用研究价值。同时还针对当前普遍使用的图形分析算法进行了简要的介 绍和论述。     

浅海导管架平台整体动力检测研究与系统优化

针对一些海上平台面临达到或超过服役年限且无法有效检测的难题,通过对平台整体动力检测技术的研究,提出了基于桩基振动测试的浅海导管架平台安全检测解决方案.方案采用多点分布式无线传感器系统的设计理念,自主研发了平台振动采集系统并对其优化,能更快速、更准确地对平台进行无损检测.     

Properties of Composite Scintillators in Static and Dynamic States

The scintillation properties of new composite scintillators based on both organic and inorganic matrices with inorganic scintillating fillers have been investigated. For some of these composite scintillators, their characteristics are not additive with respect to the characteristics of their components. The laws responsible for changes in the scintillation process in dynamically changing media are investigated.     

复合材料层压板钻孔分层激光超声检测方法

飞机复合材料结构钻孔分层的定位、定量检测是无损检测领域的难点之一,也是航空制造领域亟待解决的安全问题之一,激光超声检测技术是解决该问题的可能途径。试验验证利用激光超声检测复合材料钻孔分层的技术可行性。制备复合材料层压板钻孔试样,研究热弹性条件下脉冲激光在复合材料中产生超声波的宽频带特性,提取出满足检测灵敏度、分辨力要求并具有良好信噪比的超声信号;分析近孔边缘分层界面对声传播规律的影响,得出钻孔边缘分层缺陷的激光超声表征方法;采用脉冲反射法、透射法对复合材料钻孔试样进行激光超声C扫描检测,获得钻孔分层缺陷的形貌、尺寸和位置特征。研究结果表明,激光超声检测技术是解决飞机复合材料结构钻孔分层检测问题的有效手段。     

基于激光位移传感器的带锯条分齿在线检测系统研究

针对带锯条分齿检测存在的效率低、自动化程度低、进口设备成本高等问题,开发了一种新型的基于激光位移传感器的带锯条分齿在线检测系统。研究了该检测系统的检测原理以及单边安装双传感器消除带锯条抖动影响的方法,设计了该检测系统的机械结构,分析了数据采集模块、运动控制模块及其他硬件的组成,给出了系统软件的主要设计思路以及软件的主要功能,最后在分齿机上对该检测系统进行了安装调试,并通过实验对比分析了分齿量系统检测值与手动检测值。研究结果表明,该检测系统满足了带锯条分齿在线检测的精度要求,检测效率提高2倍,每台检测设备可替代人工一人。