光纤光栅特性及其在光通信中的应用

光纤光栅是一种极其重要的光纤无源器件,介绍光纤光栅的光学特性,并对应用于光通信系统中的高性能光纤光栅器件,如OADM、滤波器、色散补偿器、激光器等的原理及应用进行阐述。     

光纤感温火灾探测系统研究

本文阐述了感温光纤和光纤光栅火灾探测的基本原理,分析了拉曼感温光纤火灾报警系统、独立光纤光栅感温火灾探测系统以及全同光纤光栅感温火灾探测系统的工作原理及应用方式。     

基于长信号谱自相关的光纤光栅传感解调方法

针对光纤光栅传感领域波长高精度探测和传感复用光栅数量增多的需要,提出一种基于长信号相关谱的新型光纤光栅数字解调技术.该技术在可调谐滤波法的基础上,通过传感光栅与调制光栅反射谱卷积后的信号,即光电探测器的光强时间信号,进行自相关分析以实现对波长漂移的测量以及对传感光栅反射谱形状的识别,增强系统的复用能力,提高了性价比.模拟仿真表明,光纤光栅长信号相关数字解调方法可以准确测量光纤光栅波长的漂移,能更好实现传感复用.等强度悬臂梁实验验证该解调方法能实现光栅应变的高精度测量,优于传统的应变片测试.     

FBG智能传感器及其在土木工程中的应用研究

光纤光栅传感器已经越来越得到土木工程界的认可,并应用到了实际工程.针对大型土木工程结构长期健康监测的变形监测需要,在光纤光栅传输理论的基础上,分析了光纤光栅应变与温度传感特性以及光纤光栅应变传感的温度补偿原理和方法;研制开发出满足工程应用的光纤光栅封装传感器、FRP-OFBG复合智能筋、光纤光栅智能拉索;此外,考虑传感器开发和工程应用的需要,研究了光纤光栅应变传感的界面传递机理和误差修正.最后,建立了光纤光栅智能监测系统,并成功地将光纤光栅传感器应用到实际桥梁结构的施工与运营监测.     

光纤光栅传感系统维护及原理研究

光纤光栅传感系统使用光纤作为测量元件和信号传输介质,为提高光纤对温度、应力的敏感程度及准确定位能力。文章对光纤光栅传感系统的基础知识、系统维护、制作原理及使用注意事项进行了简要的论述。     

浅析光栅立体印刷的应用

传统印刷只能再现三维立体景物的二维平面影像,从而丧失了纵深立体的感觉。通过探讨光栅立体设计原理,以再现三维立体的图像,以及制作光栅立体画像的技术方法,阐述了狭缝光栅法、柱镜光栅法成像方法,并着重介绍了光栅材料,讨论了光栅材料的选择及应用。     

基于遗传算法的光纤光栅横向均匀受压谱型识别技术的研究

采用遗传算法对光纤光栅横向均匀受压的谱型识别技术进行了研究,建立了系统的优化数学模型,确定了对应的目标函数,分析了种群规模、进化代数、交叉率、变异率等参数选值对算法运行结果的影响,并选取了算法的运行参数组合。构建了光纤光栅横向均匀受压传感系统,完成了相关的仿真与实验。结果表明,用遗传算法实现的光纤光栅横向均匀受力系统应力测量的实验精度可达到0.86%。     

基于双折射效应的光纤光栅称重方法研究

与通常的光纤光栅传感器原理不同,本文基于光纤在外界径向载荷作用下产生的双折射效应为原理,建立了一套简单的称重实验装置,并对其检测原理进行了详细的分析。实验表明,这种光纤光栅称重传感器适合大载荷情况的重量检测问题,特别适合于公路计重收费系统中对车辆载重的监测领域,其称重灵敏度可达5kg。     

单模光纤偏振态测试研究

本工作在光栅偏振态数学描述的基础上，建立了单模光纤偏振特性的测试系统，并对测试装置及其原理作了详细分析和讨论。     

光纤布拉格传感器兰姆波检测的反射谱分析

传统的兰姆波多采用压电陶瓷换能器激发和接收。建立了新的超声兰姆波无损检测系统,其基本思想是采用布拉格光纤传感器作为兰姆波的接收器。光纤光栅传感的基本原理是通过检测光栅反射的中心波长移动实现对外界参量如超声的测量。超声作用下光纤光栅的反射谱发生变化,对超声作用下光纤光栅的反射谱变化进行了数值分析,结果表明,超声对光栅反射谱的影响与超声波长与光栅长度的比值是高度相关的。只有当这个比值相当大时,反射谱的形状才不会变化而中心波长发生偏移,此时光纤传感器可用来探测兰姆波。这个结论为利用新的兰姆波无损检测系统在布拉格光栅长度的设计和兰姆波波长的选择方面提供了有用的工具。     

制作光纤光栅的相移掩模-双光束干涉曝光方法

介绍将无铬相移掩模技术和双光束干涉曝光技术用于制作纳米级图形光纤光栅的基本原 理和实验系统设计。提出一种用可移动反射镜使写入光束扫描固定在一起的相移掩模和光纤组合体制作光纤光栅的方法,既便于系统调整,增强曝光能量,又可方便制作高分辨力、长尺寸光纤光栅,无论是周期光栅,还是非周期光栅。     

基于LabVIEW6.0的光纤布拉格光栅光学特性的仿真设计

从具体应用出发,分析了计算光纤光栅光学特性的传输矩阵算法,在对比总结MatLab和LabVIEW在工程应用上的优、缺点的基础上,提出了采用LabVIEW调用MatLab程序进行光纤布拉格光栅光学特性分析与光栅辅助设计的新方法,给出了具体的算法实现流程并说明具体调用的过程。     

Advanced cure monitoring by optoelectronic multifunction sensing system

In this work, a dual functionality fiber optic sensing system for thermoset cure monitoring has been developed and successfully tested. Principle of operation relies on the use of a standard optical fiber in single ended configuration containing a single in-fiber Bragg grating. The change in refractive index directly related to material density at fiber end and the variation in the wavelength reflected by the fiber grating have been monitored simultaneously, throughout an In-Mould curing process of an epoxy resin. A compact and low cost in-fiber dual wavelength demodulation system has been developed and experimental results demonstrate the capability to on line identify the degree of cure, gel point, residual stresses and the glass transition temperature of the cured resin.     

用于测量柴油机气缸内碳粒浓度和火焰温度的光电系统

利用颗粒衍射原理，研制出一套用于测量柴油机气缸内局部瞬态碳粒浓度和火焰温度的光电测量系统。该系统采用分叉光纤，省去了一套复杂的光学分光组件。利用该测量系统对一台柴油机气缸内进行了相应测量，并分析了测量数据，结果表明活塞凹坑区的火焰温度和碳粒浓度相当高，在活塞的顶岸区，它们的循环变动很大。     

Real time monitoring of cure and gelification of a thermoset matrix

The consolidation of a commercial thermoset resin has been completely monitored by using a unique fiber optic sensor integrating a refractometer and a fiber Bragg grating. In particular, the advancement and the evolution of the resin polymerization reaction have been followed by measuring the optical properties changes induced by the thermo-chemical transformations. On the other hand, the fiber Bragg grating has been used to detect on-line the resin gelification onset. The experimental results demonstrated the capability and the efficiency of the developed sensor system to provide complete information on the main phenomena occurring during the cure cycle of a thermoset based system.     

智能化光纤连接器端面干涉测试仪

研究出一种智能化的光纤连接器端面干涉测试仪 ,它不仅可以给出光纤端面的二维截面图和三维形貌图 ,还能提供各种纵向、横向的评定参数值。描述了它的测量原理及系统设计。     

改进型双光栅矩阵运算光纤光栅传感器

在光纤光栅传感器的应用中一直存在着交叉敏感问题,必须采取各种措施进行补偿或区分。 在悬臂梁的上下两面分别粘贴光纤光栅,通过分别测量这两个光栅的波长位移的改进型双光栅矩阵运算法来克服交叉敏感问题。该方法只需要一套光源和检测系统,装置简单,具有较低的成本和实际应用前景。     

Optical demultiplexer using a silicon concave diffraction grating

A demultiplexer composed of a concave diffraction grating and a multimode slab waveguide is attractive since it has many advantageous features. However, this type of demultiplexer has had high demultiplexing losses until now, because the concave diffraction gratings used had poor diffraction efficiency. A silicon concave diffraction grating has been developed to overcome this problem, manufactured by cylindrically bending a thin silicon plane diffraction grating. The diffraction efficiency of this grating was 82% at a blaze wavelength. The five-channel demultiplexer was assembled with this grating as well as with a multimode slab waveguide and a fiber array. Its branching loss was in the 1.4-1.8-dB range.     

利用WDM光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术

根据 WDM 光纤耦合器波长解调方案的工作原理、偏振特性以及影响系统波长分辨力的因素,提出一种改进的利用 WDM 光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术。该技术在原技术的基础上,采用偏振控制器控制入射光偏振状态,提高了解调的精度和稳定性。对 WDM 光纤耦合器的多次波长扫描结果表明,采用偏振控制器后,其波长误差可减小到 5pm 左右。实验采用 1540/1560nm的 WDM 光纤耦合器对单点光纤光栅应变传感器进行静态解调,结果表明:按此技术开发的解调系统具有 0.01nm 波长分辨力和 10nm 的波长线性解调范围。     

Strain and temperature sensors using multimode optical fiber Bragg gratings and correlation signal processing

Multimode fiber optic Bragg grating sensors for strain and temperature measurements using correlation signal processing methods have been developed. Two multimode Bragg grating sensors were fabricated in 62/125 /spl mu/m graded-index silica multimode fiber; the first sensor was produced by the holographic method and the second sensor by the phase mask technique. The sensors have signal reflectivity of approximately 35% at peak wavelengths of 835 nm and 859 nm, respectively. Strain testing of both sensors has been done from 0 to 1000 /spl mu//spl epsiv/ and the temperature testing from -40 to 80/spl deg/C. Strain and temperature sensitivity values are 0.55 pm//spl mu//spl epsi/ and 6 pm//spl deg/C, respectively. The sensors are being applied in a power-by-light hydraulic valve monitoring system.