Intra-Cavity Absorption Sensors for Gas Detection Using Wavelength Sweep Technique

Wavelength sweep technique (WST) is introduced into intra-cavity fiber laser (ICFL) for low concentration gas detection. The limitation induced by noise can be eliminated using this method, and the performance of the system is improved. The sensitivity of the system is reduced to less than 300 ppm. With WST, sweeping characteristic of the ICFL can be described according to known gas absorption spectra.     

Intra-Cavity Absorption Gas Sensors Using Wavelength Modulation and Wavelength Sweep

Wavelength modulation technique （WMT） and wavelength sweep technique （WST） are introduced into intra-cavity absorption gas sensors （ICAGS） for low concentration gas detection. The optimized parameters of the system maximizing the signal-to-noise ratio （SNR） are found. Calibration of acetylene concentration and gas recognition are both realized.     

基于粒子群算法的FBG峰值波长检测技术

提出了一种新的光纤布拉格光栅(FBG)峰值波长检测技术,将改进粒子群算法(PSO)与峰值波长检测技术相结合,应用于在光纤光栅传感网络的波长检测,解决了传统波峰检测技术要求光纤光栅传感器带宽不能重叠和最小位移波形检测计算速度慢的问题.仿真计算结果证明,即使相邻两个FBG传感器的波峰相互叠加时,运用这种方法仍能取得较高的检测精度.     

激光波长探测技术的研究

激光波长是重要的技术参数,精确探测激光波长是激光告警发展的需要．分别介绍了光谱识别技术和相干识别技术的种类,通过对几种现有的激光波长探测原理的分析,总结了各探测技术的优缺点,并指出波长探测技术的发展方向。     

测量光纤光栅传感器中布拉格波长移动量的研究进展

介绍了光纤光栅传感器中测量布拉格波长移动量的几种方法的研究现状和存在问题，并指出其未来发展前景。     

环形腔光纤激光器波长选择技术

用波分复用 (WDM)光栅串作环形腔端镜 ,调节F P滤波器透过的共振波长 ,实现对应光栅波长的稳定激光输出 ,其斜率效率在 0 0 9左右 ,实验表明光栅反射率以及所处波长处的增益影响激光阈值的大小。用全反镜替代光栅串 ,在 15 30～ 15 75nm范围内可对输出波长进行连续调节。     

光通信光谱分析仪波长定标方法研究

光谱分析仪（Optical Spectrum Analyzer, OSA）是光通信领域的重要测试分析仪器,主要用于测试光源、光纤光缆以及光器件的光谱特性。在介绍OSA基本原理的基础上,研究了波长精细定标方法。首先,分析了波长与采样点及探测波段之间的关系;然后基于可调谐激光器与波长计,利用最小二乘法对几个特征波长进行了定标;最后利用近红外光谱测试系统进行了验证实验。结果表明,定标后的波长准确度控制在±0.3 nm以内,满足产品指标要求。     

可调谐激光波长调制技术检测氧气浓度

为了克服传统方法检测氧气浓度的一些弊端,提出了一种采用可调谐激光二极管吸收光谱法结合锁相放大的检测技术.通过改变激光二极管的驱动电流使输出波长变化扫描通过氧气的吸收峰,然后利用锁相放大技术对吸收光谱的谐波进行检测分析.利用半导体激光能量高、单色性好、输出波长可随电流调制的特点和锁相放大检测微弱信号的优势来提高信噪比与检测精度.对不同浓度的氧气进行了实际检测,可得检测线性相关系数为0.99,检测极限质量浓度为1142.86 mg/m3,且该方法具有较好的稳定性及抗干扰性.     

基于光纤激光器的有源腔气体吸收测量网络

有源内腔法气体吸收测量技术具有极高的灵敏度,通过对基于掺铒光纤激光器的有源气体测量系统的分析和静态测量结果表明,在激光器阈值附近系统的灵敏度最大。为了有效地抑制噪声,提高测量精度,在环行腔光纤激光器的基础上又提出了采用波长调制/二次谐波检测的测量方法,并采用1×N的波分复用(WDM)器件构建了有源传感网络。实验中采用了一个1×4的波分复用器,其通道对应于乙炔气体的吸收波长,系统的解调通过扫描可调谐光滤波器的波长来实现。通过对8.31mol/m3的乙炔气体的实验表明系统最小可探测气体浓度为0.044mol/m3。     

一种新的光纤布拉格光栅波长移位检测技术

提出了一种利用全光纤非平衡Mach Zehnder干涉仪作为边缘滤波器进行光纤布拉格光栅 (FBG)波长移位检测的方案。这种边沿滤波器具有梳状的滤波特性 ,且其两输出臂滤波特性互补。利用其一对滤波边沿 ,可以将被测光栅的波长信息转化为功率信息进行检测。在制作时 ,通过适当改变干涉臂长差可方便地调整测量范围和检测分辨率 ,具有较大的灵活性。以两种不同的比较运算的方法消除系统功率起伏对测量结果的影响 ,都得到了较好的结果。采用该检测方案进行了光纤布拉格光栅温度传感实验 ,得到了± 10 pm的波长测量精度。     

光谱吸收光纤气体传感技术探讨

简述了光纤气体传感器的基本特性.介绍了几种光谱吸收光纤气体传感的方法.详细阐述了各种传感原理.分析了影响光谱吸收光纤气体传感精度的因素.     

SG-DBR激光器波长自动测试控制系统

基于LabVIEW虚拟仪器平台,研制了一套可调谐取样光栅分布布拉格反射式(Sampled Grating Distributed Bragg Reflector,SG-DBR)激光器的波长自动测试控制系统.该系统能对四段式SG-DBR激光器进行电流扫描,采集、分析其输出光谱,生成SG-DBR激光器的"波长-电流"数据查询表; 并且通过调用数据查询表,实现对SG-DBR激光器输出波长的控制.     

平均波长对光纤陀螺标度因数的影响

分析了宽谱光源的平均波长对标度因数的影响,初步建立了开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺标度因数的系统模型,详细讨论了平均波长和光纤陀螺第二闭环影响标度因数的机理,并进行了相关的实验,实验结果与理论分析结果吻合,验证了该系统模型的正确性。     

光谱线宽对可调谐激光调制吸收光谱技术测量CO2浓度的影响

在利用可调谐激光调制吸收光谱技术进行测量时,气体参量改变将导致线宽变化,从而影响二次谐波信号峰值的大小.针对于Lorentz线型,给出了线宽变化对二次谐波峰值影响的理论分析及利用二次谐波信号峰谷比值进行修正的方法.在10 cm的吸收池内利用1578.22 nm处的吸收谱线对CO2进行了测晕,在不同调制幅度下验证了不同工况中线宽对二次谐波信号的影响.结果表明,利用二次谐波峰谷比值确定调制系数进行修正可有效地减小由于工况改变时线宽变化对测量带来的影响,当压力由1.0×105Pa变化至1.5×105Pa时,修正前后的测量相对误差分别为34.3%与1.8%;当气体体积分数在20%～100%变化时,修正前后的平均误差分别为12.8%与1.8%.     

光纤电流传感器远程电流检测系统

针对传统电流传感器不能进行远程检测的缺点,采用了一种保偏光纤的电流传感器远程检测系统,分析了保偏光纤的传输原理,并设计了系统的硬件和软件。实验表明,系统能有效地进行高强电流的远程实时检测,延长了信号测量的传输距离,从根本上抑制了测量干扰,具有重要的实际工程价值。     

基于调谐滤波技术的光纤光栅传感解调系统

基于光纤光栅调谐技术,提出了动态滤波扫描、时域同步处理的新型波长检测方案。采用执行机构与监测单元相分离的光纤光栅调谐装置,运用同步滤波和处理的方法,并利用微机多通道采集技术实现了低成本、高精度的光纤光栅传感解调系统,测试表明该系统的波长分辨率为3pm,应变测量分辨率为2．55μ,扫描时间小于200ms,波长检测范围可达9．16nm。     

基于自外差探测的多光纤光栅远程传感系统

提出并实验证明了一种基于自外差探测和波长扫描技术的光纤布拉格光栅远距离传感系统。该系统将远程光纤光栅阵列的反射信号光与本地参考光进行差频探测,并通过声光调制器对探测光的频移及脉冲进行调制,有效地提高了系统的探测灵敏度和传感距离。在没有放大的情况下,在171km的探测距离处,光纤光栅传感器的反射布拉格波长信号的信噪比达到33dB。该系统可以准确地绘制出远端光纤光栅阵列的反射谱,实验结果显示两个光纤光栅的布拉格波长与温度均成良好的线性关系,且传感灵敏度为11pm/℃。     

对差分吸收激光雷达探测CO2的光源波长控制

为了满足探测CO2需要波长精确的要求,根据扫频激光波长调谐原理,通过探测器、标准CO2气体池、锁相放大器等仪器,对差分吸收激光雷达系统的光源部分进行波长调谐和控制,使出射波长基本稳定在1571.276 nm的CO2吸收峰附近.试验结果显示,调谐精度可以达到皮米量级,且有较高的稳定度.     

基于光纤F-P干涉波长的溶液浓度测量系统研究

为了消除光源强度波动对测量结果的影响，根据溶液浓度与其折射率的关系和光纤法布里珀罗(F—P)干涉仪透射光谱中心波长与干涉仪腔内介质折射率之间的关系，利用其透射光谱的中心波长进行透明溶液浓度的精确测量，开发出测量实验系统。采用可调光学滤波器对传感信号进行采集。对浓度为5％～80％的酒精进行了实际测量实验，浓度最大测量偏差为0．003％。该系统具有如下特点：1)与CCD测量技术相比，采用法布里-珀罗干涉系统透射光谱的波长信号进行溶液浓度测量，可实现连续大范围、高精度测量；2)消除了光源波动对测量结果的影响，可实现连续高精度测量，且测量范围宽；3)直接利用光电探测器PIN进行传感信号的检测，使系统计算简单；4)便于实现分布式遥测系统；5)直接拟合出F—P干涉波长与溶液浓度之间的关系，使其更适合于工程实际的应用。     

利用NOLM同时实现两个波长的波长变换

最先利用非线性光学环路镜(NOLM)成功地将2.5Gbit/s的归零码光脉冲同时变换到不同的两个波长上.最大波长变换间距为35nm.实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器(GS DFB-LD)产生的超短光脉冲作为控制光,采用分布反馈半导体激光器(DFB-LD)和波长可调激光器作为信号光.首次在1.55 μm波长段利用非线性光学环路镜进行波长变换过程时观测到了反相波长变换和脉冲畸变现象.