双频干涉型光纤激光加速度传感器的指向性特性

矢量传感器可以共点、同步测量振速、加速度等矢量信息,且具有一定的噪声抑制能力,具有重要的应用价值。铒镱共掺双偏振光纤激光器已被证明可用于实现易解调、结构小巧、易于复用、高灵敏度的光纤传感器。针对此类传感器,本文提出一种加速度传感器结构,通过限制质量块的横向位移,实现了一种双频干涉型光纤激光加速度矢量传感器。除了具有双偏振光纤激光器的一系列优点外,该传感器还具有良好的“8”字形指向性,并在1 kHz以下具有平坦的频率响应特性,对于后续双频干涉型光纤矢量传感器的实现具有重要的指导意义。     

基于光纤F-P传感器的激光超声测量虚拟仪器设计

传统超声检测仪器开发周期长,成本高,扩展性能差,已无法适应现代激光超声检测技术的发展.本文设计了非本征光纤F-P传感器,建立了基于光纤传感技术的激光超声测量实验装置,研制了测量材料物理参数的可视化虚拟仪器软件,采用峰值间距法实验测试了铜试样的声速和厚度.结果表明,光纤F-P传感器能有效用F超声信号的探测.开发的激光超声...     

激光光纤传感器在地震预报中的应用

本文根据目前地震站的实际情况利用激光和光外差技术提出了一种可用于地震预报的光纤传感器的设计方法，并且做了相应的实验，实验数据表明地震预报精度获得明显提高。     

光纤偏振模色散的测量

介绍了时域法与频域法的几种偏振模色散(PMD)的测量方法，其中包括了一种新的测量方法——调制相移法。分别介绍了它们测量原理，并对各种方法进行了比较，概括了各种方法的优缺点。     

HIFU场中声压的光纤光栅偏振型测量理论分析

在对高强度聚焦超声（HIFU）场中温度和产压性质分析的基础上，提出了根据光纤的光弹效应，用偏振光进行声压的测量，并从理论上进行了分析，得出了一些有用的公式。     

双折射双频HeNe激光器功率调谐纳米测量研究

提出了一种基于双折射双频HeNe激光器功能率调谐特性的纳米测量原理,当双折射双频HeNe激光器谐振腔长变化时,利用分裂的两个频率的寻常光（o光）和非寻常光(e光）功率调谐特性实现大范围里λ／2（约为0．3μm)低分辨率的测量,在λ/2范围里用o光和e光的等光强点实现纳米级分辨率的测量,将大范围的粗测和小范围的精测结合起来实现较大范围的纳米测量。     

采用双频激光和光外差检测方法的全光纤温度传感系统

本文分析了偏振保持光纤(PMF)的相位温度特性。介绍了系统的实验原理,对应用了PMF和双频激光,具有光外差检测方式的全光纤温度传感系统从理论和实验上进行了原理性探讨,均得到相位读数与温度之间的线性关系。     

基于45°倾斜光纤光栅的光纤激光频率梳（特邀）

利用45°倾斜光纤光栅(45°-TFG)作为光纤型起偏器,搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器,并以此为基础实现了重复频率f_rep和载波包络偏移频率f_ceo的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时,基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实现3 dB光谱带宽为60.4 nm、脉冲宽度为68 fs的超短脉冲输出,在12 h内功率的均方根稳定性达到0.033%,且在较大的泵浦范围内均能维持较好的展宽锁模状态。经过自主搭建的非线性脉冲放大、超连续谱产生以及f-2f自参考拍频干涉光路,获得了信噪比为32 dB的f_ceo信号。最后通过搭建基于锁相环的主动反馈控制电路,将f_rep和f_ceo信号溯源至一台GPS时频系统,最终测得f_rep和f_ceo信号归一化后在1 s门时间内频率稳定度为2.38×10^-12和6.41×10^-16。这是首次实现基于45°-TFG的光纤激光频率梳,表明了基于45°-TFG的...     

基于环行腔光纤激光器的应力传感器

提出并演示了一种基于大直径光纤锥的马赫曾德尔干涉仪应力传感器。以锥形光纤马赫曾德尔干涉仪作为滤波器,对掺铒光纤的增益谱进行梳状滤波,最终在环行光纤谐振腔中实现激光的产生并输出。所采用的马赫曾德尔干涉仪在作为滤波器件的同时也能够对光纤轴向应力进行传感,最终实现激光器输出波长随应力增加而向短波长方向漂移,实验结果显示其在波长1557 nm附近传感的敏感度达到了3 pm/。基于该锥形光纤的马赫曾德尔干涉仪具有成本低、制作简便和机械强度高的优点,使其更有利于商业化规模制作。     

Study of fiber laser micro-nano sensor based on colloidal crystal

A fiber laser micro-nano sensor based on colloidal crystal structure is proposed in this paper.The fiber laser has stable frequency and narrow linewidth.It is realized by using an unpumped erbium-doped fiber（EDF）as the saturable absorber.The saturable absorber possesses the shape of taper.The laser threshold can be effectively reduced by the tapered saturable absorber.The tapered fiber coated with colloidal crystal as sensing unit is studied.The concentration of ethanol can be obtained from the detection of the output laser wavelength.It can be extensively used in chemical,medical and biological detections.     

表面粗糙度激光散射检测的多波长光纤传感器

材料表面的散射特性和表面粗糙度对产品的性能有十分重要的影响,基于激光散射原理设计了用于检测表面粗糙度和表面散射特性的多波长光纤传感器。光纤传感器的探头采用特殊的几何设计,用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源,选择2 mm的工作距离作为最佳测量距离,对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明:同一波长下,随着表面粗糙度的增大,以外磨样品为反射面测得的反射强度减小;同一粗糙度下,入射波长越长,反射强度越大。多波长光纤传感器可以精确地测量表面粗糙度,并能有效地减小系统误差。系统误差分析得到传感器的相对误差范围大约为3.56%~7.43%。     

基于微管腔的光纤激光盐度传感研究

基于光学无源方案的光纤盐度传感器中光与物质的相互作用长度受限,且通常需要单独的流体通道设计,增加了检测复杂度,为此提出了一种基于薄壁微管腔和环腔结构的光纤激光盐度传感器。将薄壁微管腔作为盐度敏感单元和光滤波器,与掺铒光纤相接构成光纤环形谐振腔。通过拉锥光纤耦合在薄壁微管腔激发出回音壁谐振模,其中心波长与盐度线性对应,实现薄壁微管腔内溶液盐度的传感测量。与无增益的微管腔透射谱相比,激光可以提供具有更高信噪比和更窄线宽的传感信号。实验结果表明,在0‰—45‰盐度范围内,提出的光纤激光盐度传感器的传感灵敏度为36.5 pm/‰,线性度达到0.99924,盐度测量误差小于±0.751 3‰,最小探测极限为0.485 5‰,且不需要额外的流体测量通道,有望成为海洋盐度探测的有力工具。     

基于可调谐激光器的复用传感系统的研究

为了克服复用传感系统中光源带宽及功率的制约,有效地扩大多点检测的范围,采用波分和时分复用传感技术,设计了可调谐光纤激光器作为传感系统的光源.基于耦合模方程的理论,对匹配光栅调谐光纤激光器波长扫描寻址解调方法进行了理论分析和实验研究.实验中采用可调谐光纤激光器对由4个光栅组成的两个光栅串成功地进行了波分和时分复用传感,实验获得的应变分辨率为2.9με/step.该传感系统具有经济实用性、信噪比高、可复用数目大等特点,对于多点检测的传感网络具有较大的实用价值.     

基于可调环形光纤激光器的动态应变传感系统

提出了一种具有高达65 dB高光学信噪比的光纤布拉格光栅(FBG)动态应变传感系统.该方法基于可调光纤环形激光器结构,并采用马赫-泽德干涉仪(MZI)相位解调的方法实现FBG传感信号的解调.实验结果表明,在2 km处FBG获取的传感信号达到了52 dB电信噪比,从而获得了6.7×10-12/Hz1/2的高应变分辨率.     

基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器

提出并设计了一种基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器,利用谐振腔中不同模式之间的拍频信号实现传感,可以监测物体微小位移。该传感器采用应变传感基片结构,有效对光纤进行保护,并能缓冲拉伸和压缩带来的形变,增加传感器灵敏度。同时在原有多纵模拍频光纤激光器的基础上进行了改进,使系统获得更高的信噪比。阐述了多纵模拍频传感器的测量原理,设计制作应变片并搭建实验平台。实验选取4个不同拍频信号作为传感信号,实验数据表明:在0~30 mm范围内,频率漂移基本呈线性变化,线性拟合度最高可以达到0.999 4,这与理论推导结果一致。由于拉伸平台的拉伸精度限制,该传感器的测量精度为110-3 mm。经过反复实验表明,该传感器具有良好的稳定性。     

A fiber Bragg grating sensor system for simultaneously static and dynamic measurements with a wavelength-swept fiber laser

A novel fiber Bragg grating (FBG) sensor system for static and dynamic measurements with a wavelength-swept fiber laser is proposed and demonstrated. In this system, both static and dynamic perturbation of each FBG in the sensor arrays can be interrogated simultaneously. The experiments demonstrated the strain resolutions of /spl sim/1 /spl mu//spl epsiv/ and 3.4 n/spl epsiv///spl radic/Hz at 500 Hz for static and dynamic measurements, respectively.     

内嵌Sagnac干涉结构的光纤环形激光器弯曲传感研究

本文报道了一种基于光纤环形激光器的弯曲传感 器,将基于单模-保偏-单模的光纤Sa gnac干涉结构作为弯曲传感元件和滤波器插入到光纤环形激光器中。光纤Sagnac干涉光谱的 滤波特性受保偏光纤弯曲曲率调制,在激光器环型腔内形成了曲率可调谐的滤波器,通过测 量激光输出能量实现光纤激光器内腔弯曲传感。本文从理论上分析了传感系统的工作原理, 并通过实验验证了高分辨率弯曲传感的可行性。实验结果表明,在0m－1~5.686 m－1曲率 范围内,传感器可达到的最大分辨率为6.5×10－8 m－1。采用激光器内腔强度调制方式,曲 率分辨水平从10－4 m－1提高到了10 －8 m－1。该传感器具有结构简单, 易于制造的特点,在建筑结构健康监测、结构微弯曲角度测量等领域有潜在的应用前景。