基于光频域反射仪的非线性抖动信号校正

光频域反射仪(OFDR)是一种光外差探测技术,可用于对大容量光栅阵列的解调,具有测量速度快,空间分辨率高,精度高的优点。但OFDR解调方式中光源的非线性调谐效应会严重影响对光栅阵列的测量精度。本文主要介绍了OFDR的工作原理,从理论上分析了在等光频间隔内,光源扫频速率抖动对拍频信号的影响,进行了仿真实验,分析了实际拍频信号,提出了利用等波纹设计低通滤波器校正主干涉仪和辅助干涉仪拍频信号的方法。实验对20个中心波长为1 550.6nm,反射率为0.6%,间隔15cm的光纤光栅阵列进行了位置信息和波长信息的解调。实验结果表明:通过设计的低通滤波器校正非线性抖动信号可以使OFDR解调系统达到良好的解调效果。     

用阵列波导光栅实现光纤传感器的复用

阵列波导光栅(AWG)是密集波分复用(DWDM)光网络中的关键器件,具有滤波特性好、性能稳定、串扰小的优点.介绍了AWG的结构和原理,在此基础上提出了用AWG实现光纤法布里珀罗(F P)传感器复用的方案.可调谐激光器和AWG的联合使用实现了时分复用和波分复用,系统的复用能力决定于可调谐光源的带宽、AWG的通道数和自由频谱范围.采用传统的强度法对传感器进行解调,解调结构简单,容易实现,传感器间无串扰.     

基于可调窄带光源的光纤光栅解调系统

用宽带光源和自主研制的波长选择器(IPD)成可调谐窄带光源,对测量光纤光栅(FBGs)阵列和参考FBGr进行波长扫描,借助光电探测器(PIN)和DSP信号处理系统实现复用传感系统的解调.实验证明,该解调方案是有效可行的,且可获得较高的信噪比和测量精度.     

基于高速光纤光栅解调器数据采集的实现

针对基于以太网口传输的高速光纤光栅解调器,在VC环境下应用WinSock中UDP套接字实时的接收光栅波长编码数据包,并有效的利用VC强大的界面开发功能和多线程技术,在上位机终端数据录取中进行了仿真与测试,实现了基于高速光纤光栅解调器波长解调数据的采集与显示处理,实践证明可提高解调器数据接收的实时性和准确性.     

高速高精光栅解调器的反馈式相对寻峰算法

针对现有寻峰算法存在的缺陷和不足,提出了一种反馈式相对寻峰算法。该算法为满足光栅解调器的实用化要求,由峰值绝对寻找、反馈和相对标定3个部分组成,能够有效克服光源稳定性、温度漂移带来的测量误差。将该寻峰算法应用于高速高精光栅解调器,其测量精度可以达到±1 pm。     

利用波分复用器实现FBG动态传感解调

为解决因宽带光源光功率不稳定而造成解调误差较大,以及使用普通光纤Bragg光栅(FBG)解调仪器价格昂贵的问题,提出了一种利用粗波分复用器(CWDM)解调光栅信号的方案.根据FBG反射谱和CWDM边带的滤波特性,采用边带滤波的强度检测方法,设计的全光纤传感解调系统,用于对单点FBG波长移动的解调.运用MATLAB进行数值模拟,结果表明,系统动态范围宽,输出与输入呈线性关系,消除了因光源强度波动和光纤连接器不牢固引入的测量误差.     

垂直窗复合光栅腔调谐波导CO_2激光器的研制

本文提出用垂直窗复合光栅腔实现波导 CO_2激光的调谐,这种腔结构比布儒斯特窗复合腔的耦合损耗小,且工艺简单、调节方便.研究结果表明:复合光栅腔尤其适合一级输出方式,以增大总反射率、减小光栅承受的辐射强度,有利于谱线的稳定和实现单纵模运转.这解决了大功率和宽调谐的矛盾.在激活长度 Lg=340mm 的垂直窗复合光栅腔输出端,获得功率为3.8W 的一级10P(20)基模 CO_2激光以及功率大于0.5W 的谱线61条,可直接用作声光调制器光源、光声光谱测试光源.     

可调激光边沿滤波解调光纤光栅实时应变测量

提出了利用波长可调谐激光器对光纤光栅进行边沿滤波解调的新方法，该方法可实现多个测点动态应变的实时监测。实验将多个“贴片式”光纤Bragg光栅应变传感器固定在武汉长江二桥箱形梁的选定点上，这些应变传感器通过光缆串联并接回监控室，在监控室内使用可调谐半导体激光器做光源，利用边沿滤波解调原理，对多个测点的动态应变进行实时测量，得到这些测点的动态应变波形，取得了很好的实验结果。该解调方法适合于进行多点的实时应变测量，克服了边沿滤波解调只能进行单点测量的缺点。     

基于光纤光栅的温度不敏感光学麦克风

研制了一种基于光纤光栅的温度不敏感型光学麦克风。该麦克风由振膜传感声波信号,由一对匹配光栅来实现波长调制解调的功能,同时匹配光栅还可作为温度补偿的装置。从理论上解释了匹配光栅温度补偿的原理。实验证明,这种光学麦克风不仅能够获得稳定的传声效果,而且表现出较宽的频率响应范围(400~2 100Hz)和平坦程度,并且静态输出光功率随外界温度变化仅为0.0233 dBm/℃,表现出对温度的不敏感性。     

基于波长扫描极值解调法的FBG温度检测系统

光纤光栅波长偏移检测技术是光纤光栅传感系统的关键技术之一。探讨用LabVIEW编程实现基于波长扫描极值解调法的FBG波长检测系统,利用可调谐激光器具有编程控制的功能,系统在光源输出不同扫描步长的条件下测试了FBG的温度特性。比较两种峰值计算方法的优缺点。实验结果表明:解调系统具有很好的稳定性。     

利用掺铒光纤光栅实现应变测试中的温度补偿

为实现光纤光栅应变传感器使用中的温度补偿,设计并制作了掺铒光纤光栅测试系统,利用光纤光栅解调仪和高速数据采集卡分别测试了掺铒光纤光栅的布拉格波长及荧光寿命.通过测量在不同温度及应变作用下的光纤光栅布拉格波长及掺铒光纤荧光寿命,并对实验数据进行线性及非线性拟合,得到了掺饵光纤光栅的温度及应变响应测试结果.测试结果显示利用掺铒光纤光栅可以实现应变测试中的温度补偿,在不同测量范围内选择不同的拟合算法可以提高测量精确度.     

光纤光栅传感解调器在结构健康监测中的应用

分析了光纤布拉格光栅传感器的工作原理;针对深圳市民中心大屋顶网架结构的光纤光栅传感网络设计了光纤光栅智能传感监测系统;介绍了光纤光栅传感解调器S i425的性能特点和应用领域;实现了S i425在结构健康监测系统的应用和应用的软件实现。     

射频六端口OFDM解调器研究

该文提出了一种新的基于射频六端口网络的多频带OFDM解调器。推导了该解调器的数学模型,仿真了用于WLAN802.11a通信系统时,射频六端口网络的本振电平、输入信号电平对解调器性能的影响。研究了射频六端口网络中正交电桥和同相电桥分别存在相位幅度不平衡时和同时存在相位幅度不平衡时解调器误差矢量幅度的特性。讨论了解调器的动态范围、接收性能等指标。结果表明结合当前的MMIC集成水平,使用射频六端口网络可以实现多频带、多制式、多载波的OFDM解调器。     

基于子空间分解类算法的高精度频率估计

针对高速全数字解调器中频率估计算法的高精确度及实时性要求,该文深入分析了基于子空间分解类算法的特点,提出了将求根多重信号分类(RMUSIC)法和旋转不变技术估计信号参数(ESPRIT)法分别与快速傅里叶变换(FFT)法相结合的高精度频率估计算法。首先应用RMUSIC或ESPRIT算法对信号频率进行预估计,确定粗略的窄带频率区间后,再应用加窗FFT算法对细化域内的频率进行精估计。此外,为满足不同信噪比条件的需求,提出了一种具有可选结构的高精度频率估计方法。仿真结果与分析表明,该算法极大地提高了已有频率估计算法的精度,具有较快的信号处理速度和良好的抗噪声性能。     

光栅尺的I-Q平衡式光电编码与解码方法

光栅作为位移、速度和加速度测量的重要器件,在高精度、高速自动化数控反馈闭环系统有广泛应用.为增强其高速测量的可靠性,提出了一种直线光栅尺的I-Q平衡式光电编码与解码方法.主光栅和指示光栅平行放置,光栅常数差别形成莫尔条纹.光电探测单元的每个光电二极管为独立检测通道,按照固定空间频率莫尔条纹相对相位位置分布,并经过独立的...     

直流有效折射率的变化对光纤Bragg光栅慢光的影响

运用数值计算的方法研究了直流有效折射率的变化对光纤Bragg光栅慢光的影响,并重点分析了优化后的慢光特性.结果表明:随着直流有效折射率变化的增大其慢光时延量不断增大,增长的幅度也在增大;慢光峰值波长产生红移,移动的距离不断增大;一定带宽的谐振峰两边的旁瓣加强;同时慢光谱的谱宽也增加;优化参数后在直流有效折射率的变化为0.004处得到了群速度为c/98的慢光,且慢光谱中心频率的右侧边带产生了很大的振动.     

基于LED的光栅光调制器照明系统的优化设计与实现

设计了一种基于LED照明的光栅光调制器(GLM)照明系统,以自由曲面TIR透镜、光棒、聚光透镜组为主要光学元件来提高LED光能利用率,并实现光场均匀化。通过仿真得出,照明系统的光能利用率为78.7%,光照均匀性为85%,实验与设计结果基本一致。这表明,优化后的光栅光调制器的照明系统,解决了基于LED的照明系统光照不均匀和光能利用率低的问题。     

线阵CCD在多通道颜色测量中的应用研究

本文介绍一种以线阵ＣＣＤ器件为多通道探测器的光源颜色快速测试系统。该系统采用平场凹面光栅为主要器件构成多色仪分光系统,测量全过程由微量计算机控制、实现快速,自动的光源颜色测量。文中具体给出了系统测试的原理、总体结构、软件和硬件配置,并提供了系统定标方法和实验结果。     

基于FBG传感器网络的GIS触头温度在线监测系统

介绍了光纤光栅温度传感器网络的构建方法,描述了采用光纤光栅温度传感器网络实现气体绝缘全封闭组合电器触头温度的在线监测技术,具体阐述了光纤Bragg光栅波长解调的系统设计方案、具体实现方法、硬件功能的设计、软件系统的实现,同时介绍了主设备与解调仪的通信方式和主设备实现的功能.