基于相关双采样技术的外场激光功率测量研究

在外场激光试验过程中,准确测量日光环境下激光的功率对试验有着至关重要的作用。为了解决此类试验中被测激光信号受环境光影响的问题,采用PIN光电二极管实现光电转换和相关双采样及差动放大的方法,可在室外日光条件下实现激光光斑功率的测量。试验测量结果表明:该激光功率测量系统测量波长范围为532nm-1064nm(外场激光试验常用波长);在灯光环境下(灯光中532nm波长光功率密度为841.3nw/mm2)测量532nm波长激光功率时,系统最小可测量信噪比为-23.4d B,可获得的动态范围为-24.5-+4.8d Bm(日光功率密度与激光功率密度比值为7-15)。     

光纤F-P微位移测量实验研究

利用光纤自聚焦透镜作为F-P干涉仪的反射面,根据F-P干涉光谱相邻波峰之间的波长差与其干涉腔长之间的关系,实现微位移的测量。克服了光强型F-P传感器测量结果受光源波动影响、难以识别位移方向等缺点,可直接测量绝对位移,并可识别位移方向。经实验得到其位移测量误差小于2.5nm。     

基于固体腔的超窄带F—P干涉滤光片

介绍了一种利用熔融石英作为间隔层来实现F-P超窄带干涉滤光片的设计原理与方法。并制备了半宽2nm,透射率约90%的滤光片。该滤光片间隔层的干涉级次很高,能有效压缩带宽,实现超窄带滤波,不但极大提高了峰值透射率,而且温度稳定性好。     

THz激光F-P片旋转透过率研究

在不同角度下测量THz激光透过率对于材料性质研究及THz参数测量具有重要意义。本文在实验上研究了旋转F-P片的THz激光透过率,分别在不同角度下测量了硅片和锗片的THz激光透过率,测量角度范围0.175-2.967 rad,旋转步长0.175rad,得到的THz激光透过率具有一定的周期性,实验验证了旋转F-P片测量THz激光透过率在测量THz激光波长等应用的可行性。     

膜片式微型F-P腔光纤压力传感器研究

对基于Fabry-Perot（F-P）干涉仪原理的膜片式微型光纤压力传感器的制作工艺进行了实验研究。在单模光纤端面上直接熔接外径约175μm的毛细石英管,在石英管的另一端制作敏感膜片,从而在光纤端面与膜片内表面之间形成F-P干涉腔。首先采用电弧熔接、切割、腐蚀膜片的方法制作了石英膜片式压力传感器,该传感器在0-3.1MPa压强范围内F-P腔的腔长变化灵敏度为41.09nm/MPa,压强测量分辨率681Pa,并具有很小的温度敏感系数。在30-140℃的温度范围内,温度交差敏感小于1.07KPa/℃。为了克服石英膜片减薄困难的缺点,选用聚合物材料（PSQ）作为压力敏感膜片制作了F-P传感器,室温下在0.1-2.1MPa压强范围内PSQ膜片的F-P腔长变化灵敏度达到 1 886.85nm/MPa,压强测量分辨率达到53Pa。     

膜片式微型F-P腔光纤压力传感器

为满足工业和生物医学领域对微型化传感器的需求,实验研究了基于Fabry-Perot(F-P)干涉仪原理的膜片式微型光纤压力传感器的制作工艺.在单模光纤端面上直接熔接外径约175 μm的毛细石英管,在石英管的另一端制作敏感膜片,从而使光纤端面与膜片内表面之间形成F-P干涉腔.采用电弧熔接、切割、腐蚀膜片等方法制作了石英膜片式压力传感器,该传感器在0～3.1 MPa内F-P腔的腔长变化灵敏度为41.09 nm/MPa,压强测量分辨率为681 Pa,并具有很小的温度敏感系数.在30～140 ℃,温度交差敏感＜1.07 kPa/℃.为了克服石英膜片减薄困难的缺点,选用聚合物材料(PSQ)作为压力敏感膜片制作了F-P传感器.室温下在0.1～2.1 MPa,PSQ膜片的F-P腔长变化灵敏度达到1 886.85 nm/MPa,压强测量分辨率达到53 Pa,十分接近人类或其他动物的体内压强测量水平.     

基于微分进化算法的双波长光纤F-P传感系统结构优化

针对光纤法布里-珀罗(F-P)传感器在实际应用中易偏离工作点,造成输出信号衰减,信噪比降低问题,提出了双波长稳定技术,建立了双波长稳定系统的数学优化模型.采用全局搜索能力强,收敛速度快,鲁棒性好,能有效解决复杂优化问题的微分进化算法(DE)进行了全局结构优化.结果表明,DE算法能在较短的运行时间内得到全局最优解,误差＜10-3,优化目标下降了89.46%,且运行时间有所减少;证明该算法正确可行,高效可靠,为光纤F-P传感器的结构优化设计提供了实验基础.     

基于ADAMS的硬度检测装置设计

提出了基于虚拟仿真技术的硬度检测台结构优化设计.建立了检测台三维模型,以仿真软件ADAMS为工具从操作方便性、结构合理性、测量正确性及安全性进行分析模型,并建立气动系统进行仿真来得到所需要的动力.仿真结果表明:该硬度检测台具有很好的检测性能,并已经投入实际工作中.     

基于新分簇路由算法的温室监控网络节能研究

针对设施农业发展需求,根据温室结构特性,从能量高效与节点可信度方面出发,提出了一种新的3层无线传感器网络分簇路由算法。该算法分别在簇头节点的选择、簇区的形成和簇间路由通信方式上进行了改进,在簇的形成过程中同时考虑了节点的能量与位置信息,提出了新的簇头选择权值参数,并在选出的第1层簇头节点的基础上,进行阈值划分,均衡了网络的能耗与通信负载。仿真与实际应用结果表明,该算法在节点的能量消耗、网络通信流量等方面优于传统分簇路由协议,应用于温室监控项目中时,新的组网协议体积小,节省能量,均衡了各监控传感器节点的能耗负担,获得较好的拓扑结构,延长了1.5倍网络生命周期。     

基于STM32单片机的新型电感测量研究与实现

电感性能的优越与否决定着其电路的工作性能,该文基于一阶R-L电路,根据电路动态性能测量电感L大小,较传统的测量方法其自动化水平及精度都有一定提升。文中采用上-下位机模式,在下位机中对R-L电路动态性能分析,获得电感测量值并上传至上位机,上位机对数据进行处理及误差分析,并自动生成数据文件保存。该测量仪经实践验证,操作简单、精度高、快速高效且扩展性及应用性较强。     

Four-point bisensitivity velocity interferometer with a multireflection etalon

A four-point bisensitivity velocity interferometer system for any reflector (VISAR) with a renovative delay etalon is proposed and demonstrated. In this interferometer, we introduce a new film-coating strategy to accurately measure small velocity with relatively short and cheap etalon. Laser pointing to the etalon is split into two beams with different incident angles with each beam going through the etalon in different path. The beam with the smaller incident angle is reflected three times before it leaves the etalon, while the other beam with larger incident angle goes through the etalon to and forth only once. The delay time of the laser beam with smaller incident angle is almost three times longer than that of the beam with larger incident angle. In the example of the laser with a smaller incident angle, the velocity per fringe of this interferometer can be reduced by approximately three times. The etalon is optimized so that four laser beams can be penetrated in the vertical direction at the meantime. With an etalon of 200 mm in diameter and 150 mm in length, a four-point bisensitivity velocity interferometer can achieve the velocity per fringe of 100 and 350 m/s fringe. A measurement has been successfully undertaken for the steel flyer driven by the explosive where the developed interferometer applies.