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对微球腔耳语回廊模式下的谐振特性所表现出的光学非线性进行了分析,对直径1 mm的SiO2微球腔的谐振谱线和解调曲线进行了仿真;搭建了微球腔耦合测试系统,得到了微球腔半高全宽值为78.42 MHz、Q值为2.5106的谐振谱线;基于正弦波相位调制技术对谐振谱线进行了同步解调,以减小相位复位脉冲噪声的影响;采用环路锁频技术实现了谐振频率的跟踪和锁定,对锁定精度和锁定时间进行了分析,实验结果为锁定透射谱强度至1%的时间为8 ms,锁定后可测频移分辨率为375 kHz,为微球腔的传感测量提供了实验依据。 相似文献
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谐振式微光学陀螺频率跟踪与锁定技术研究 总被引:11,自引:2,他引:9
谐振式微光学陀螺(RMOG)是利用光学Sagnac效应和微电子机械系统(MEMS)加工工艺实现的一种新型角速度惯性传感器。为了减小光学器件受温度、应力等外界环境变化的影响,提高陀螺性能,快速精确的频率跟踪与锁定技术是非常必要的。提出了两种应用于RMOG的频率跟踪与锁定方法:单路光路(单路模式)和两相向传输光路(双路共模模式);分析比较了两种方案应用于RMOG中所得到的陀螺性能。单路模式由于受光路非互易性噪声的影响较小,锁频精度高;双路共模模式频率跟踪速度快,动态响应性能好。对RMOG的测试表明,对应于单路模式和双路共模模式,分别可以得到0.07°/s的频率锁定精度和0.09 ms.[(°)/s]-1的频率跟踪速度。 相似文献
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光学微球腔的回音壁模式使其存储能量大,从而获得高的品质因数。该文介绍了微球腔的制备方法;介绍了微球腔与锥形光纤的耦合理论,并对其耦合特性作出了分析;搭建了微球腔谐振谱探测系统并分析了不同耦合模式下的谐振特性;设计了微球腔谐振频率跟踪与锁定系统。通过仿真得到了不同调制频率下的鉴频曲线,分析了其吸收谱线与色散谱线特性。实验制得微球腔直径为440μm,耦合状态下的品质因数可达1.08×108;调制频率对鉴频曲线特性影响很大,低频调制下,优化调制后,可提升跟踪锁定效果,为后续的实验奠定了良好的基础。 相似文献
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玻璃微球谐振腔具有极高的品质因数和极小的模式体积,近年来它在低阈值微球激光器、微放大器、非线性光学、腔量子电动力学效应以及高灵敏度传感器等领域引起广泛的关注。回顾了玻璃微球的研究历程,从玻璃微球制备方法、微球激光输出、耦合方式和传感器应用方面概括了玻璃微球的研究现状,对其发展前景进行了展望。 相似文献
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谐振式光纤陀螺频率跟踪失锁控制研究 总被引:1,自引:0,他引:1
针对目前谐振式光纤陀螺中存在的跟踪失锁问题开展研究,分析了频率跟踪失锁原因及机理,研究表明频率跟踪同步过程中的电流变化以及背向散射、偏振耦合等非互易性噪声引起的谐振峰对称性改变是导致尖峰脉冲和零偏变化的主要原因;随后,提出了基于半导体激光器温度闭环反馈的失锁控制方案,通过温度闭环实现激光器中心频率对光纤谐振腔单个谐振频率的长期跟踪同步,消除频率跟踪失锁引入的陀螺输出误差;对失锁控制总体技术方案、信号处理流程及实现方法进行了详细叙述;最后,成功搭建陀螺原理样机,对采用频率跟踪失锁方案前后的陀螺静态性能进行实验测试,测试表明频率跟踪失锁控制方案将陀螺输出脉冲幅值突变量从3000(°)/h降低到200(°)/h,陀螺输出零偏变化从600(°)/h降低到0,完全消除了频率二次锁定过程中的零位变化,陀螺精度大幅降低到4.9(°)/h(100 s平滑积分时间)。 相似文献
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张帆;李健;李璐磊;曹康怡;薛晓辉;张明江 《红外与激光工程》2025,54(4):20240582-1-20240582-8
提出一种基于强自相关性脉冲编码的长距离拉曼分布式光纤传感技术,该技术将基于格雷互补序列调制的脉冲激光作为拉曼分布式光纤传感系统的探测信号,同时通过傅里叶变换对后向散射信号进行解析与重构,用于恢复格雷互补序列信号被掺铒光纤放大器所破坏的自相关性,最终实现对温度探测区域的精准识别和定位。该方案增强了格雷互补序列与探测信号的相关性,可以有效解调出传感光纤沿线的分布式温度信息,有效抑制系统噪声,将散射信号在传感光纤100 km位置处的信噪比提升了10.29 dB,从而解决传统单脉冲拉曼分布式光纤传感技术散射信号信噪比较低导致传感距离较短的瓶颈。最终在数值模拟中实现了100 km传感距离、1 m空间分辨率和4.12℃温度分辨率的分布式温度传感。 相似文献
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为将光纤光栅传感系统的工作波段拓展至硅基探测器适用的近红外波段,采用 1 550 nm波段的相位掩模板进行 780 nm波段的二阶光栅刻写研究。首先,分析了二阶光栅的成栅机理,并搭建紫外激光 -相位掩模的刻写系统制备了二阶光栅。研究结果表明,二阶光栅的中心波长与一阶中心波长呈近似二倍关系,并且二阶波长的带宽较窄。随后,利用刻写的光栅封装了应变传感器和温度传感器,并系统研究了其温度和应变特性。结果表明,二阶波长的温度灵敏度和应变灵敏度分别为 5. 52 pm/℃和 0. 61 pm/με,约为一阶波长灵敏度的一半。本研究为拓展光纤传感的工作波长范围及硅基探测器的应用提供了技术支持。 相似文献
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分析了目前常用的国产GTS1型和芬兰Vaisala公司RS-80型两种1 680 MHz频段气象探空仪,包括数据格式、射频振荡回路、调制方式等。根据探空仪信号特性,比较研究了常用的几种调频解调方法,最终选用移相相乘鉴频解调。基于分数锁相环快速扫频和便于控制的特点,提出了新的频率搜索跟踪方法。采用第一本振固定、第二本振可变的超外差接收机方案,设计了一款新型兼容型接收机,并做出样机,能够接收和跟踪GTS1和RS-80型探空仪的气象信息,各项测试数据达到预期要求。 相似文献
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针对谐振式光纤陀螺受背向散射噪声影响严重的问题,在优化三角波调制解调参数的基础上,提出了一种基于暂态过程优化的噪声抑制方法。该方法通过部分采样和均值滤波,在不改变陀螺光、电硬件配置的前提下,优化了三角波调制时存在的暂态过程现象,提高背向散射噪声的抑制比,改善解调曲线工作区的线性度。搭建样机并进行实验后,结果表明,基于暂态过程优化的噪声抑制方法能将暂态过程的占空比由64.3%降低至12.1%,解调后背向散射噪声的抑制比达到46.8%,且解调曲线工作区线性度达99.6%。可见,基于暂态过程优化的方法能有效提高谐振式光纤陀螺背向散射噪声的抑制能力,并改善解调曲线工作区的线性度。 相似文献
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针对超短薄膜腔不易制造的问题,提出了一种利用液体形成超短薄膜腔的基于法布里-珀罗干涉仪 (FPI)的超薄膜光纤温度传感器。通过优化材料结构、膜厚和腔长之间的关系,建立法布里-珀罗(FP)腔长极短的结构模型,研制小型化、增敏和高精度的光纤温度传感器,并进行实验验证。结果表明,该传感器的温度灵敏度为 342.05 pm/℃,在40~120 ℃温度范围内的线性度为0.997,具有结构紧凑、制作简单、成本低等优点和良好的温度响应特性,在复杂环境中的温度检测和制作FP超短薄膜方面具有潜在的应用价值。 相似文献