基于法布里-珀罗低相干干涉的绝对距离测量系统

提出了一种基于光纤法布里-珀罗低相干干涉的 绝对距离测量系统,不仅能对绝对距离进行测 量,而且还能对温度、压力、应力等量进行绝对测量。系统利用闪耀光栅将来自法布里-珀 罗干涉仪的低相 干干涉信号进行散射,使不同波长的干涉信号由线阵CCD 不同的像元探测。利用CCD探测到 的干涉信号 相邻波谷的波数差得到法布里-珀罗干涉仪的腔长,从而实现绝对距离测量。与其它低相干 干涉测量系统相 比,此系统无需扫描干涉仪的光程,一次成像即实现测量。测量系统简单,测量速度快,对 静态物理量和 动态物理量都能进行测量。系统的光纤结构使得它还能进行远程测量。实验结果表明系统对 绝对距离测量的分辨率可达3.317 nm,10次重 复测量的标准差为10.7 nm。     

补偿式光纤双法布里－珀罗微位移测量系统

本文提出一种能补偿环境影响的,插入光纤传光介质的新型微位移测量系统和灵敏度阈的实验结果.由于采用平行双通道的结构,系统具有高精度、抗干扰的补偿法特点.该系统适合于微位移(纳米级)测量,可用于检定其它高精度位移传感器,几何量计量中定位,微细加工表面轮廓测量以及可以转换成微位移量或光程差的其它物理量测量中.     

补偿式光纤双法布里－珀罗微位移测量系统

本文提出一种能补偿环境影响的，插入光纤传光介质的新型微位移测量系统和灵敏度阈的实验结果。由于采用平行双通道的结构，系统具有高精度、抗干扰的补偿法特点。该系统适合于微位移（纳米级）测量，可用于检定其它高精度位移传感器，几何量计量中定位，微细加工表面轮廓测量以及可以转换成微位移量或光程差的其它物理量测量中。     

一种新型薄腔法-珀干涉测速系统研究

本文所关注的激光干涉测速技术主要用于测试在冲击波或爆轰波作用下各种材料样品的自由面速度随时间变化的过程,介绍了基于光学谐振腔的选频特性利用薄腔法-珀干涉仪直接测量高速飞片所引起的多普勒频移从而获得其速度信息的设想,并根据此设想构建薄腔法-珀干涉测速系统的技术路线。最后描述了利用该项测试技术实际测量金属箔电爆炸驱动的Kapton膜飞片速度的实验并对实验结果进行了分析。与其它激光测速装置相比,该干涉仪具有体积小、结构简单紧凑和成本低的特点。     

全光纤微型珐-珀干涉式高温传感器

通过在单模光纤SMF28e后有轴心偏移地熔接一段特种光子晶体光纤(MM-HNA-5)制作了一种全光纤微型珐-珀(F-P)干涉仪.分析了这种干涉仪的光学原理和形成机理,并利用MM-HNA-5光纤热光系数较大的特点,将这种干涉仪应用于温度测量.实验结果表明:这种干涉传感器可测量的高温范围可达1 200℃,远大于常规传感器的测量范围,且当干涉腔长为3.46 mm 时,其光程差的温度灵敏度约为103 nm/℃,线性度为O.995 7.可以预见:这种结构稳定、体积小、精度高、测温范围广的全光纤F-P干涉温度传感器在国防及民用工业中将具有极大的潜在应用价值.     

基于法布里-珀罗干涉的双电机转速测量

为了实现多台电机速度的同时测量,提出了一种基于法布里-珀罗干涉的双转速测量方法。实验采用全光纤双通道结构,同时测量两台电机的转速。在使用自相关算法分析两个独立的散斑信号之后,获得电机的相应旋转速度。实验结果表明,在随机范围内可以实现两个单独的转速测量,相对误差小于023。这证明了新型全光纤配置测速仪的高精度和简单操作,并且该结构还实现了双电机转速的同时测量。     

测量微小位移的新装置-双平面被动法布里-珀罗干涉仪

本文提出一种新的测量微小位移的装置。通过补偿温度及其它环境影响,装置具有灵敏度高的特点,又由于将位移转换成脉冲间隔时间的测量。从而,一般情况下,可使用示波器显示结果。装置结构简单。作者在中国计量科学研究院长度处,地下实验室做出的实验中,得到可分辨的相对变化小于2×10~(-9)(△D/D),或绝对变化仅为λ/1520(△D),装置的时间变化稳定性也优于2×10~(-9)/分。 同时,用它也可以测量其它能转换成光程差变化的物理量。如:材料的线膨胀系数、折射率以及等离子体浓度等。     

亚纳米皮米激光干涉位移测量技术与仪器

激光干涉位移测量技术因具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等特点,成为当前与下一代高端装备、超精密计量的基础性技术之一。在简要介绍国内外现有的各类亚纳米级激光干涉仪的基础上,重点从“精”“准”“快”方面综述了面向亚纳米、皮米级激光干涉位移测量技术的研究成果。首先,从激光干涉测量原理出发,分析了限制激光干涉仪中测量分辨力、速度等进一步提升的主要误差项及技术难点;其次,重点列举了近年来国内外在激光器高精度稳频、高精度干涉镜组、高速/高分辨力相位细分技术、环境补偿与控制等方面所取得的重大关键技术突破;最后,对下一代超精密激光干涉位移测量技术的发展趋势进行了总结与展望。     

基于级联腔法布里-珀罗干涉仪的温度和压力同时测量

提出了一种基于级联法布里-珀罗干涉仪(CFPI)的光纤传感器,用于同时测量温度和压力.该传感器由单模光纤(SMF)、空心光纤(HCF)和双孔光纤(DHF)依次熔接在一起而构成.其中,HCF构成空气腔法布里-珀罗干涉仪(FPI),DHF构成石英腔FPI,两个FPI级联形成混合腔FPI.空气腔FPI通过DHF的空气孔与外部环境连通,实现对气压的高灵敏度传感;石英腔FPI利用二氧化硅的热光效应和热膨胀效应,实现对温度的高灵敏度传感.在0.1～0.6 MPa气压范围,60～260℃温度范围,实现的空气腔FPI的气压和温度灵敏度分别为4 nm/MPa和1 pm/℃,混合腔FPI的气压和温度灵敏度分别为0.5 nm/MPa和9 pm/℃.空气腔FPI和混合腔FPI对温度和气压的灵敏度不同,实现了温度和气压的双参数测量,同时该传感结构制造工艺简单,集成度高,灵敏度高.     

非本征F-P干涉仪式光纤触觉传感器的研究

基于法布里-珀罗(F-P)干涉原理,设计制作了具有核磁共振成像(MRI)兼容能力的光纤非本征F-P干涉仪(EFPI)结构的触觉传感器。在整个光纤触觉传感系统中,利用螺旋微控装置对传感器施加力,通过光谱分析(OSA)测量干涉光谱,利用交叉相关解调技术解调出传感器腔长,同时由FS20系列力传感器进行标定。对传感器的性能指标进行了分析,本文传感器的测量范围为0～3N,测量分辨率为0.02nm,多次测量结果显示和理论的吻合度较高。     

共焦法布里-珀罗扫描干涉仪反射镜曲率半径误差的约束条件

共焦球面镜法布里-珀罗扫描干涉仪(以下称为FPS)是由曲率半径均为R,且间距L=R的两块球面反射镜组成,它具有很高的光谱分辨本领和聚光本领。文献[1]详尽地讨论了FPS的设计与制作;文献[2]把反射镜球面加工误差归结为反射镜曲率半径的误差△R,并讨论了△R对分辨本领的影响。但文献[2]对△R的讨论不明确,给出的结果也粗糙。本文依照等价共焦腔的方法,参照文献[1]给出的结论,对这一问题予以详细讨论。     

基于空芯光子晶体光纤的F-P干涉式折射率计

提出了一种基于空芯光子晶体光纤(HCPCF)的Fabry-Perot(F-P)干涉式高灵敏度折射率计。利用被测液体进入F-P腔后可改变腔内介质的折射率,从而使得干涉光光程差发生变化这一特点,通过检测光程差的变化就可实现对液体折射率的测量。实验结果表明,对折射率在1.3340～1.3612内变化的不同浓度酒精溶液测量时,光程差变化了9.508μm,其折射率测量灵敏度可达187μm/RI     

啁啾布喇格光栅F-P传感器的优化设计

根据实际需要优化设计了一种基于啁啾布喇格光栅的本征型光纤法珀(F-P)传感器。对构成光纤F-P传感器的啁啾布喇格光栅的参数进行了优化设计,得到优化设计的光纤F-P传感器反射谱。实际制作了按照参数设计的啁啾布喇格光栅F-P传感器并进行了应变实验,实验结果表明,该方法设计的传感器应变测量精度高达±8με。     

双Mach-Zehnder光纤干涉仪中的模拟退火偏振控制算法

基于双Mach-Zehnder光纤干涉仪的分布式光纤油气管道安全检测及预警系统运行时,由于光纤等效双折射和输入偏振态扰动的影响,常出现相位偏移而导致用于报警定位的两路检测信号相关性下降而产生定位误差。本文提出基于双臂检测信号相关系数的模拟退火算法对输入偏振态进行实时控制,在系统信号相关性恶化时,通过反馈控制改变输入偏振态以恢复信号的良好相关性。现场实验表明,基于双臂检测信号相关系数的模拟退火偏振控制算法,可快速寻找到偏振态最优点,使检测信号维持良好的相关性;相较采用偏振控制之前,系统的工作稳定性得到了明显提高。     

基于并联法布里-珀罗干涉仪游标效应的增敏光纤湿度传感器

为了提高光纤湿度传感器的灵敏度,提出了一种基于并联光纤法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot interferometers, FPIs)游标效应的增敏型湿度传感器,并进行了实验验证。该传感器由两个基于内径4μm石英毛细管的光纤FPI通过2×2耦合器并联组成,其中一个FPI作为传感FPI,其末端镀有湿敏特性的琼脂糖薄膜,另一个作为参考FPI。论文分析了器件的湿度传感工作原理,实验结果论证了该理论分析的正确性。实验显示,并联FPI游标效应器件在40%RH—60%RH范围内其灵敏度高达0.843 9 nm/%RH,较之单一FPI的灵敏度提高了9倍,是并联FPI反射谱直接波谷追踪波长解调灵敏度的44倍。增加FPI末端湿敏膜厚度,其灵敏度进一步提高至1.12 nm/%RH。该传感器制备简单、尺寸小、灵敏度高,在湿度测试方面具有潜在的应用价值。     

基于双环反馈的OFDM系统数字AGC设计算法

针对正交频分复用系统中接收信号因受传输环境的大、小尺度衰落、多普勒衰落影响,使接收信号均值变化较大而导致ADC过载和解调器溢出的问题,提出了一种基于双环设计理念的数字AGC设计算法;该算法通过在解调器的设计中,引入前、后环反馈的双环AGC,使接收系统解调时动态地调节信号均值,防止均值发生过大跳变;实验仿真结果显示,接收信号时,该方法可以降低系统的均方差,有效地防止ADC过载和OFDM解调器溢出;当信号经历信道为动态信道,调节效果更佳。     

基于模糊PI控制的开关磁阻电机调速系统的MATLAB仿真

为改善开关磁阻电机（简称SRM ）的非线性特性问题,提高开关磁阻电机调速系统（简称SRD ）的响应特性和稳定性,对 SRD 采用双闭环控制,即速度外环和电流内环。其中速度外环采用模糊 PI 控制技术,借助 MATLAB/SIMULNK对系统进行建模和仿真。将其仿真结果与常规PI仿真结果进行分析比较。结果表明基于模糊PI控制的开关磁阻电机调速系统,响应速度提高了40%,超调量减小1.2%,调节精度和稳定性都大大提高,系统震荡也明显减小。     

法布里－珀罗干涉仪外腔半导体激光器的选模和锁模特性研究

报道了法布里－珀罗干涉仪用作半导体激光器外腔的选模原理和选模及锁模实验。通过压电陶瓷调节Ｆ－Ｐ干涉仪的间距，实现了半导体激光器本身的静态及动态单纵模运转，在调制频率为６５６ＭＨｚ的情况下，获得了近变换极限的外腔锁模高斯形超短脉冲，脉宽为１３ｐｓ，时间带宽乘积为０．４６。最后讨论了Ｆ－Ｐ干涉仪对半导体激光器的模式特性的影响。