LD温度控制系统在光纤磁场传感器中的应用

光纤磁场传感器所使用的磁光晶体的法拉第旋转角会随着入射光波长的不同而不同,半导体激光器的工作温度对输出波长有很大影响。因此,必须对半导体激光器的工作温度进行高准确度的控制才能使光纤磁场传感器工作稳定。利用单片机驱动半导体致冷器对半导体激光器进行温度控制,不仅简单,而且温度控制稳定、准确度高。可使半导体激光器的输出波长保持稳定,保证了光纤磁场传感器的测量准确度。     

基于FPGA的可调谐激光器控制电路设计

可调谐激光器是光纤光栅解调系统中最主要的部件之一,其输出波长和功率的稳定性影响整个解调系统的性能;文中对MG-Y可调谐激光器的调谐原理进行了分析,设计了一种基于FPGA的可调谐激光器控制电路;使用温度控制芯片ADN8834对MG-Y激光器进行温度控制,通过改变电流源的输出电流,控制激光器的输出波长;利用光谱分析仪采集激光器的输出波长,并对激光器的输出波长进行标定,制作“波长-电流”查询表;FPGA通过调用“波长-电流”查询表,实现激光器的波长在1527~1567 nm范围内以20 pm间隔连续线性扫描。同时搭建光纤布拉格光栅解调系统,验证了可调谐激光器解调光纤光栅中心波长的可行性。     

SMF中的Stokes光频移的温度传感特性研究

本文首先从单模光纤中声学声子、泵浦光子和stokes光子的频率之间的波矢关系出发,理论推导了单模光纤中的stokes光频移与工作环境温度之间的变化关系式。接着设计了一个基于受激布里渊散射效应的多波长掺铒光纤激光器的结构装置,并实验测试了该多波长光纤激光器的Stokes光频移随外界温度的变化曲线,实验结果表明：Stokes光频率漂移量和温度之间存在很好的线性关系,且随着温度的升高,高阶Stokes光频移对温度的频移系数高于低阶Stokes光。     

光纤光栅温度传感器

本文提出了一种新型的光纤光栅温度传感方案,利用微机控制光纤激光器波长扫描寻址方法实现了传感信号的解调。理论上分析了系统的响应特性,并同实验结果进行了比较。     

光纤耦合输出半导体激光器的可靠性检测系统

介绍了一种光纤耦合输出半导体激光器的可靠性测试系统.该系统基于电导数原理,能够对光纤耦台输出半导体激光器的主要光电参数、电导数曲线以及电导数参数进行快速无损检测,具有体积小、成本低等优点.     

基于光纤自适应耦合和自调谐的光纤光栅传感系统设计

针对光纤光栅传感系统应用中面临的应变弱和可靠性不稳定等问题,研究并设计了一种基于自适应耦合切换和自调谐光纤光栅传感系统;主要从事首先,基于光纤光栅的波长边化特点和多耦合特性设计了自适应耦合功能器件,并依据波长交叉点特性建立了长-短周期切换算法,然后考虑了波长对工作电压和耦合周期的影响特点,设计了支持自调谐功能的光纤光栅传感器及其调谐算法,最后给出了具有自适应多耦合切换和自调谐功能的光纤光栅传感系统;主要从事实验表明,在检测精度、抗干涉能力和应变能力等方面,所提方案表现出了明显优势.     

全国产1550nm窄脉宽光纤放大器

本文分析了掺铒光纤长度与泵浦功率对放大器激光输出光谱及功率的影响,采用自制窄脉冲驱动电路,自制1550nm半导体光纤耦合模块作为信号光源,自制9xxnm的半导体光纤耦合模块作为泵源,优化光纤长度,实现了波长1550?6nm,脉宽8?8ns,峰值功率2?8k W光纤激光器输出,并对输出激光功率及光谱进行了分析,最终完成了全国产1550nm窄脉宽光纤放大器的研究。     

405nm蓝光半导体激光器的多阶读写控制

近年来,对于光存储容量的需求越来越大,许多新 的技术也随之涌现。进一步减小激光器波长,采用大数 值孔径透镜是行之有效的方案,很容易在下一代光存储 行业中得以应用。而多阶存储技术的应用可以进一步 增大光存储容量和数据传输率。目前,提出并设计了一 种多阶蓝光存储系统,使用405nm半导体激光器和数值 孔径为0．95的物镜。其中使用GaN材料制作的波长 405nm的蓝光半导体激光器,目前仅有日亚等极少数公 司能够生产,但并不提供驱动芯片。因此,自行设计多 阶读写驱动电路,是完成多阶蓝光存储系统的关键。     

基于可调谐激光器的光纤法珀振动传感器解调技术

针对非本征型光纤法珀干涉仪动态解调,研究了一种基于可调谐激光器的双波长正交相位解调方案。可调谐激光器具有波长切换速度快、调谐范围广的特点,克服了传统双波长正交相位解调中光功率不平衡和直流分量难以计算的问题。利用可调谐激光器宽范围的线性扫描(1530-1560 nm)得到EFPI传感器的干涉谱,通过干涉谱计算出EFPI传感器的初始腔长122.581μm和直流分量3.4 V,同时确定两正交波长,然后利用反正切原理对EFPI传感器的腔长进行解调。搭建双波长正交相位解调系统,在2.25 kHz的频率以及不同的加速度下,对EFPI振动传感器进行解调。结果表明,该系统可实现不同腔长变化量的解调。     

煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统研究

采用特殊合金材料封装制作了光纤Bragg光栅火灾探测器,温度传感实验表明,该火灾探测器的温度灵敏度是裸光栅的1.755倍,实现了温度的增敏;应用该火灾探测器与光纤光栅波长解调仪、数据传输和控制总线、数据控制中心等设计了煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统,该系统采用光纤光栅波长解调仪对由现场感温光栅反射回的光信号进行波长解调并测试波长的变化率,通过该波长变化率获知是否发生火灾。实验表明,该系统具有较高的火灾探测准确率,并能缩短报警时间。     

反射强度调制式光纤声音传感器优化设计与研究

反射强度调制式光纤声音传感器具有结构简单、灵敏度高、抗电磁场和射频干扰等优点。对反射式光纤声音传感器膜片的振动特性进行了理论推导和有限元分析,得出振动膜片几何参数和振动特性之间的关系及其膜片的设计方法。设计了结构简单的传感器探头,并以1310 nm波长的激光器为光源研制了光纤声音传感器。对所研制的光纤声音传感器进行了实验研究,实验测得传感器的频响为350 Hz~7.5 kHz;灵敏度为416.7mV/Pa。     

长波长半导体激光器在光纤通信中的应用

<正> 一、前言光纤通信是英国伦敦大学毕业的华人——高锟于1966年提出的。1970年美国康宁公司制出0.8～0.9μ波段传输损耗为20dB/Km的光纤,标志着光纤通信研制工作的开始。1974年贝尔实验室制出了1.06μ损耗1dB/Km的光纤。1976年日本制出了波长1.3μ损耗0.5dB/Km的光纤。1978年制出了波长1.55μ损耗低到0.2dB/Km的光纤。1980年制出了0.9～1.8μ整个波段损耗均在1.5dB/Km以下的光纤。光纤通信的最佳光源——半导体激光器的研究也步步紧跟,有所突破。1970年,在短波长0.8～0.9μ波段上使用的GaAs/GaAlAs双异质结激光器实现     

STM32的窄线宽半导体激光器驱动电路设计

设计了一种高稳定性的激光器驱动电路。激光器驱动电路硬件主要包括温控模块、恒流驱动模块以及电流调谐模块，电路设计采用STM32微处理器作为主控芯片，ADN8443作为温度控制器件，结合PWM控制方案实现温度控制，设计恒流驱动电路以及电流调谐电路实现半导体激光器的稳定输出。经过测试，功率稳定度为0.16%,波长稳定度为0.23 ppm,电路具有可调谐、体积小、效率高、驱动能力强等优点，能够实现激光器的稳定控制。     

光纤传感器中光源的选用及比较

在光纤专感器的设计中,光源的选择至关重要,本文对几种常用光源的基本发光机理进行了描述,对其主要特性、适用场合等进行了分析和比较,介绍了几种新型的激光器,并对光纤传感器用光源下一步的发展做出了预测和展望,本文的分析对设计光纤传感器时光源的选择具有一定的参考价值.     

少模光纤光栅的飞秒激光制备及其特性

利用飞秒激光和相位掩模法在少模光纤中成功制备了光纤布拉格光栅(FBG),并对其反射光谱特性和高温应变传感特性进行了研究。结果表明:少模FBG的反射光谱中具有3个主反射峰,分别对应不同模式的自耦合和模式之间的互耦合。该FBG在800℃以下具有很好的温度响应特性,温度灵敏度为14. 27 pm/℃,且在500℃时具有很好的应变响应特性,应变灵敏度为1. 77 pm/10~(-6)。其有望在高温应变传感和多波长光纤激光器方面得到一定的应用。     

DBR光纤激光应变传感研究

光纤激光器是一种信噪比很高的优质光源,具有光束质量好、窄线宽、高功率等优异的性能,将光纤激光器应用于传感,能弥补布拉格光栅传感的不足.通过利用光纤激光器构成的光纤激光传感器与光纤布拉格光栅传感器相比较,进行应变传感实验研究.实验结果说明光纤激光器型传感器具有更高信噪比和输出功率.与传统的布拉格光栅比较,输出信号的功率增大了23 dB,信噪比得到19 dB的提高.线宽减少了约1/5.     

一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤瓦斯测量系统

设计了一种基于温控半导体激光波长扫描的光纤煤矿瓦斯测量系统,通过改变中心波长1653 nm半导体分布式反馈( DFB)激光器的工作温度来扫描半导体DFB激光器的输出波长,在5 nm波长扫描范围内,存在明显的瓦斯气体吸收峰。半导体DFB激光器输出的光注入被测气体室,气体室的输出光携带有瓦斯气体浓度信息,用光电探测器将光信号转化为电信号,再由A/D采集卡采集到信号处理系统,通过对有吸收峰位置的光功率和无吸收峰位置的光功率进行比较,则可计算出瓦斯浓度。该传感系统采用80 mA恒流源驱动半导体DFB激光器,使其输出光强保持不变,其结构简单、灵敏度高。     

基于遗传算法的半导体激光器温度智能控制系统

半导体激光器输出波长随温度变化会发生漂移,影响其精度及使用寿命,为了使半导体激光器稳定工作,要保持它的温度稳定.设计了基于遗传算法的半导体激光器智能温度控制系统,采用MATLAB进行仿真,验证了温控系统的应用效果.     

一种双向同源相参微波光纤稳相传输系

在电子对抗系统、雷达系统、卫星导航和深空探测等多个领域中,微波信号经激光器调制后加载到光信号上经过光纤传输后其相位受外界环境的影响,无法实现稳相传输。首次提出了一种双向同源相参微波光纤稳相传输系统,可实现微波信号在光纤中稳相传输。该系统利用恒温晶振产生相位稳定的多路同参基准信号,一路信号用做光纤传输的相位变化识别信号,经激光器调制成光信号,然后由光分路器分出多路光参考信号与需稳相的信号进行同光纤传输;其它同参信号作为基准信号与经过光纤传输的相位识别信号进行鉴相,其中基准信号与参考信号相参,构建2种信号相参的机理,实现以相位变化为参量的鉴相系统,利用参考信号的相位变化完成对传输的宽带射频微波信号相位变化的识别。在鉴相实现过程中,采用双平衡混频器完成对参考信号相位变化实时鉴相,由单片机对参考信号相位的实时变化进行采样,实时控制可调电动延时线(VODL)进行光传输链路光程差的跟踪补偿,完成对需稳相信号和参考信号的相位主动补偿,实现宽带射频微波信号光纤稳相传输。     

激光器电压调制驱动与锁相放大电路的研究

为解决光频漂移对气体浓度检测的影响,根据分布反馈式半导体激光器的波长可调制特性,设计了一种激光器电压调制驱动与锁相放大电路。该电路的电压调制驱动电路输出波形是2 Hz的锯齿波和2 kHz的方波的叠加,其中:2 Hz的锯齿波使激光器的中心波长缓慢扫过气体吸收中心线,确保气体吸收光强;2 kHz的方波一方面对激光器的波长进行二次微量调节,另一方面作为谐波检测的同步信号。锁相放大电路则对不受激光器波长漂移的激光调制信号3次谐波进行锁相放大。Matlab仿真结果表明,该电路的输出与模拟气体浓度吸收光强函数的幅值成比例,同时证实了检测3次谐波的可行性。