干涉型光纤传感器输出相位的线性检测

本文研究了一种用于干涉型光纤传感器的线性相位检测方法，该方法利用斜波注入电流直接调制的半导体激光（ＬＤ）的频率，以产生一个等效的外差干涉输出，从而实现了干涉相位的线性检测，实验结果显示干涉相位的分辨率为一个干涉条纹的２．５％。     

干涉型光纤传感器PGC检测中AGC的研究

干涉型光纤传感器解调信号的幅度受多种因素的影响,干涉信号幅度的波动影响最大.自动增益控制(AGC)通过稳定干涉信号幅度来减少解调信号幅度的起伏.峰峰值型AGC虽曾在补偿偏振态的变化给解调信号带来的幅度起伏上起到过作用,但对干涉波形的不同不加区分,反而导致了解调信号的波动,存在原理上的缺陷.该文对此过程进行了深入理论分析,提出了AGC改进方案,构建了改进型AGC电路,并对改进型AGC进行误差分析,其误差比峰峰值型AGC小很多.     

偏振态调制干涉型光纤传感器

针对低双折射光纤双束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落，提出了一种新型干涉型光纤传感器的消偏振衰落方案，通过对光纤干涉仪的任何一臂加对光波偏振态适当的高频调制，在输出端高频滤波后，可以消除干涉仪两臂偏振态随机变化的影响，获得干涉信号可见度为0.707的稳定输出，从而实现干涉型光纤传感器的消偏振衰落。     

基于F-P干涉的膜片式光纤压力传感器的设计

本文设计了一种基于Fabry-Pérot(F-P)干涉的膜片式光纤传感器及其压力信号测量方案.基于光学干涉理论对该F-P腔的反射信号进行计算与分析,得出在不同端面反射率下,该F-P腔的反射信号与干涉腔腔长的对应关系.该F-P腔选用弹性金属膜作为外参量的感应面,通过金属膜片的形变来调整F-P干涉腔的腔长参数,调整了光纤F...     

基于F-P干涉的强度型光纤压力传感器

研究基于强度解调技术的Fabry-Perot干涉型光纤微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)压力传感器.该传感器采用MEMS各向异性腐蚀工艺加工的方形硅杯,其硅杯结构尺寸和表面光洁度比圆形压力敏感膜一致性好.传感器采用大面积比的方法,降低硅敏感膜片弯曲变形所引起的非线性测量误差,新增参考光路以补偿光源功率波动对测量的影响.在0～38kPa压力范围内实现了单值测量,相对灵敏度达到0.7%/kPa.实验与理论分析结果一致,具有很好的测量重复性.提出的多波长和多传感融合的测量方法,可用于扩大测量范围,提高灵敏度.     

相位调制型光纤传感器中相位补偿环节的设计

根据相位调制的基本原理设计了相位补偿环节,并对相位跟踪过程和稳定性进行了分析。     

基于白光干涉原理的光纤传感技术——Ⅰ.光纤传感器与智能结构

概述了用于智能结构和材料监测的光纤传感技术,阐述了对建筑结构进行监测的原因和将光纤传感器用作结构健康监测的理由。众所周知,很多光纤传感器已经成功地应用到了智能结构监测领域。本研究一直关注白光干涉式光纤传感器技术及近20年来此类传感器的发展。由于白光干涉式光纤传感器在智能结构监测尤其是大型民用建筑物监测中的独特优点,因此具有较大的发展与应用潜力。     

干涉型光纤温度传感器的研究

本文对Mach-Zehnder型光纤温度传感器的原理和单模光纤的温度灵敏度作了理论分析,提出一种干涉条纹移动方向的判别方法。在检测系统中实现了对干涉条纹移动量的计数。通过实验证明系统是可行的。实验结果是令人满意的。     

测量微振动的光纤Sagnac干涉传感器

提出了一种光纤Sagnac干涉传感器,用于固体表面传播的超声波产生的微弱振动检测.当超声波信号在固体中传播并作用于光纤传感器的敏感环时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制;通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,获得了超声信号的频率特征.对传感系统的相位调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析,结果表明该系统可用于固体中传播的超声波的频率特征识别.     

采用干涉条纹计数法测量磁场的光纤传感系统

本文叙述了根据Mach—Zehnder干涉仪原理制作的采用干涉条纹计数法测量静态磁场的光纤传感系统。文章分析了干涉条纹的形状以及条纹移动数与被测磁场之间的关系;同时,针对条纹计数装置的特点,还研究了微型计算机及其接口在本系统中的应用。     

用激光全息干涉计量法测量板的法向位移

本文叙述激光全息干涉计量法(二次曝光)测量板的法向位移。它的实验装置简单,容易操作,适用于测量各种透明物或非透明物零件的形变,是设计和研究工作的有力手段。也适用于高等学校物理实验。     

3种相位调制型光纤加速度计的比较分析

给出了3种分别基于Mach-Zenhder、Michelson和Fabry-Perot相位调制型的光纤加速度传感器,阐述了这3种干涉型光纤加速度计的结构、机理及工作原理,并进行了比较分析,得出了被测信号的加速度与干涉输出的相位差的关系．讨论了决定这3种光纤加速度计相位灵敏度的相应参数．     

光纤微机电压力传感器的设计

设计了一种基于微机电系统(MEMS)的光纤压力传感器，证明了光纤MEMS压力传感器在工作状态下可以由法布里-珀罗腔的理论模型进行解释．推导出光纤MEMS压力传感器中硅横膈膜受到的压力与于涉光强的关系表达式．并且对光纤MEMS压力传感器的模型进行数值模拟，得到了传感器制作过程中涉及到的各个物理量的取值，其中腔体半径为300μm、腔体深度为2．42μm、硅横膈膜厚度为23μm，该设计为光纤MEMS压力传感器的加工和制作提供了理论基础。     

光纤莫尔干涉轮廓测量方法

为了探寻微小物体非接触形貌测量的有效途径,采用多光纤干涉所形成的光场,提出了三光纤反射莫尔干涉轮廓测量方法.利用3根高双折射光纤,构成了光纤莫尔干涉光场生成器,给出了计算机仿真结果.实验上,讨论了莫尔光场生成器的设计和制作方法,实现了方形格子和六角形周期格子的光场分布.给出了光纤莫尔干涉测量系统的结构和组成,以半球形物体轮廓测量为例,展示了如何应用光纤莫尔干涉技术实现微小物体形貌的测量.开拓了光纤莫尔测量新方法.     

利用光纤测试重力的实验设计

介绍了利用光纤设计的测试重力的传感器实验系统，对实验原理和设计方法进行了分析与说明．通过此实验装置可以把力学量转换为光的干涉条纹展现出来，此装置具有简单、直观的特点，可以用于测量从较轻到较重的大的质量范围．此种实验设计方案不仅适合于开发成大学生的综合实验项目，而且还可以应用到与之相关的光纤传感器的设计当中．     

飞秒激光耐高温光纤光栅传感器的制备

针对传统光纤光栅传感器由于折射率调制量导致温度稳定性差的缺点,利用了飞秒激光诱导折射率变化的机理制备了一种耐高温的光纤光栅温度传感器. 首先采用800 nm飞秒激光结合相位掩膜板法在标准通信光纤上写制了光纤布拉格光栅传感器,然后通过高温退火实验对该传感器在900 ℃下的温度稳定性进行了测量,最后采用线性拟合的方法得到了传感器的温度灵敏度系数. 实验结果表明,该传感器在900 ℃下具有较好的温度稳定性,在温度为100 ℃到900 ℃范围内温度灵敏度系数达到1.27×10-11 m/℃.