超小自聚焦光纤探头对光纤F-P干涉信号的影响

基于超小自聚焦（GRIN）光纤探头的干涉条纹对比度，研究了GRIN光纤探头对F-P干涉信号的影响。利用高斯光束分析超小GRIN光纤探头干涉条纹对比度理论公式，建立相应的测试实验系统。实验结果表明：聚焦光斑直径为15μm的超小GRIN光纤探头，在腔长为600～1350μm范围内，条纹对比度可以保持在0.8以上。而单模光纤探头的条纹对比度如果要保持在0.8，腔长范围仅为130～530μm。因此，所研制的超小GIRN光纤探头可有效提高F-P干涉仪在大腔长时的干涉条纹对比度，为超小GRIN光纤探头在较长初始腔长或大动态范围的应用研究中提供了理论依据。     

波长解调用偏振无关光纤干涉仪的研究

针对光纤激光传感器信号解调过程中,干涉仪输出干涉条纹可见度受输入光偏振态变化以及两臂单模光纤双折射效应的影响,介绍了一种简单的光纤干涉仪消除偏振衰落技术,通过在Michelson光纤干涉仪上加两个法拉第旋转镜来提高输出条纹可见度。使用琼斯矩阵法对干涉仪系统进行理论计算,证明法拉第旋转镜旋转角度在理想的45°附近时能达到很好的消偏振效果,并通过实验进行了有效地论证。     

光载微波信号抗大气干扰的研究

为了研究射频强度调制激光信号光源的参量,特别是调制深度对调制波的抗干扰能力产生的影响,采用干涉法对射频强度调制激光信号在通过大气湍流干扰后其相位的变化进行了理论分析和实验验证。搭建了Mach-Zehnder干涉仪,参加干涉的两束光分别为未经调制的单频光和调制后的双频光。以干涉条纹对比度作为信号相位起伏的衡量标准,比较不同大气湍流干扰条件下,干涉条纹的对比度随调制深度的变化。大气湍流由空间光调制器模拟产生,分别在26.32%,42.04%,67.59%和85.04% 4种调制深度下,比较有无大气湍流时干涉条纹的对比度的变化。结果表明,调制信号的调制度越深,其抗大气湍流干扰的能力越强。该结论对双频激光雷达光源的选择具有一定的参考意义。     

菲索型全息球面干涉条纹的对比度

本文在实验的基础上,提出了一种改进菲索型全息干涉条纹对比度的新方法,并在全息球面干涉仪上得到了较好的验证,已经取得了若干实际应用.     

楔块调整式Talbot干涉仪的写入光纤光栅技术

在楔块调整式Talbot干涉仪中,均匀光纤光栅可通过将光纤垂直放入近场或远场干涉条纹中,闪耀光纤光栅可通过将光纤以π/2—2θb角放入近场或远场干涉条纹中,渐变啁啾光纤光栅可通过将弯曲的光纤放入近场或远场干涉条纹中,阶梯啁啾光纤光栅可通过将光纤放入远场干涉条纹中写入一系列长度递增的较小均匀光纤光栅.     

光纤压力传感器的理论与实验研究

本文论述了一种光纤传感器的理论和实验结果,用单模光纤作为Mach-Zehnder干涉仪的两臂,在光源相干长度内、两臂光程几乎相等时,则两臂的光相遇时形成一系列干涉条纹。当两根光纤受到不同压力时,两束光就发生相对相位变化,从而干涉条纹的花样产生位移.本实验就是通过测量这种位移来确定光纤所受的压力。这样就可以将本装置作为压力传感器.     

超紧凑全光纤马赫-曾德尔干涉仪及其应变特性研究

设计了一种由封闭在光纤内的纺锤型空气腔和其周围的SiO2构成的三明治结构全光纤马赫-曾德尔干涉仪,并将其用于应变传感.纺锤型空气腔利用光子晶体光纤和普通单模光纤熔接后再拉锥形成.由于干涉仪的两个干涉臂介质为空气和SiO2,因此超短的干涉臂长使光传输损耗大大降低,构成了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪.该干涉仪用于应变传感可大大减小弯曲带来的串扰,提高系统的稳定性.建立了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪模型,基于FDTD算法对干涉仪输出的干涉条纹以及各部分的电场分布进行了仿真,得到了应变传感器干涉条纹波谷波长与应变的关系,为设计制作超紧凑全光纤马赫-曾德尔应变传感器提供了理论依据.     

显微光波干涉仪显示物体表面轮廓

在弗吉尼亚理工学院和州立大学 ,研究人员建造了一台光纤杨氏双孔干涉仪用作三维显微光波干涉仪 ,并在建造过程中发现精确均衡两根光纤产生稳定的零级干涉条纹的方法。在干涉仪中 ,光纤耦合器将光均等地分给两段单模光纤 ,两根光纤的输出端放置被照亮的三维物体。当成像到 CCD摄像机上时 ,物体上产生的干涉条纹花样给出物体的表面轮廓信息。通过需要知道零级条纹位置的相位展开算法消除了干涉条纹花样中的相位不确定性。为了找到零级条纹 ,两种波长的光—— 6 33nm 和 830nm——被连续地投射通过干涉仪 ,如果光程等长 ,不移动的条纹就是零…     

光纤Michelson干涉仪系统的研究

文章介绍了光纤Michelson干涉仪系统的结构.阐述了光纤偏振控制器结构、工作原理以及其对光纤Michelson干涉仪系统传感臂偏振态的控制.同时,给出了光纤Michelson干涉仪系统中信号光与参考光的干涉原理以及影响干涉光强的因素.最后,文章介绍了光纤Michelson干涉仪系统的应用.     

楔块调整式Talbot干涉仪的写入光纤光栅技术

在楔块调整式Talbot干涉仪中，均匀光纤光栅可通过将光纤垂直放入近场或远场干涉条纹中，闪耀光纤光栅可通过将光纤以π／2—2θb角放入近场或远场干涉条纹中，渐变啁啾光纤光栅可通过将弯曲的光纤放入近场或远场干涉条纹中，阶梯啁啾光纤光栅可通过将光纤放入远场干涉条纹中写入一系列长度递增的较小均匀光纤光栅。     

光纤干涉仪输入光偏振态反馈控制理论分析

具有较大非平衡长度的光纤Mach-Zehnder干涉仪解调DFB激光器传感信号时,存在着偏振衰落现象,为了解决这一问题,提出了一种对干涉仪输入光偏振态进行反馈控制的方案,论述了具有反馈控制功能的干涉仪信号解调系统,推导了反馈控制系统的控制信号与干涉仪条纹可见度之间的关系式,分析了该系统在不同光信号输入情况下的工作状况,从理论上证明了利用该系统可在一定条件下使干涉仪的条纹可见度稳定在1附近,论证了该方案消除干涉仪解调传感信号时偏振衰落现象的可行性。     

基于Matlab/Simulink的干涉型光纤检测系统仿真

阐述了一项消除因激光器频率抖动而在光纤干涉仪里产生相位噪声的技术，该技术建立在参考干涉仪和PGC相位检测的应用上，说明用传感器正弦、余弦成分的交叉放大和参考干涉仪输出信号的处理技术可以消除无源噪声，并基于Matlab／Simulink软件对此干涉型光纤检测系统建模。最后通过测试，给出了仿真结果。     

基于细芯光纤内嵌马赫曾德尔干涉仪的应变传感器

研究了基于细芯光纤内嵌马赫曾德尔干涉仪的光纤应变传感器,通过将一根细芯光纤熔接在两根单模光纤(SMF)之间,构成了一种光纤内干涉的马赫曾德尔干涉仪。当单模光纤中的光耦合进细芯光纤时,一部分光耦合进细芯光纤纤芯作为芯模传输,另一部分光耦合进细芯光纤包层中激发出包层模沿包层传输,当芯模和包层模再耦合进单模光纤时发生干涉。当应变作用在细芯光纤上时,干涉条纹发生漂移。通过解调干涉条纹对应变的漂移量实现应变测量,在0~2000 με的测量范围下,测得的应变灵敏度为-1.83 pm/με,并且实验结果与理论分析有很好的一致性。该传感器具有体积小、制作简单、灵敏度高等优点。     

基于马赫-曾德尔干涉仪的聚合物电光系数测量方法的性能改善

对基于马赫-曾德尔(Mach-Zehdner)干涉仪的聚合物电光系数测量方法进行了分析。提出了改善性能的方法并进行了讨论。采用光纤干涉仪代替空间光学干涉仪对样品电光系数进行透射式测量,采用压电陶瓷(PZT)片调节测量系统的工作点实现反馈控制,有效地减小了法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振效应的影响;通过精确控制光纤干涉仪干涉臂长差和合理选择光纤耦合器的耦合比,可以提高干涉的可见度,从而提高系统的测量精度。实验结果表明,系统的干涉可见度为0.84,可分辨的最小相位变化约为6×10-6rad。     

薄壁圆柱壳体压差式光纤矢量水听器

分析了薄壁圆柱壳体压差式光纤矢量水听器的基本原理.用光纤迈克耳孙干涉法测量水声压差信号,用琼斯矩阵理论分析了干涉系统的偏振衰落原因并用法拉第镜实现偏振补偿.分析了压差判向的声学原理,仿真了余弦指向性曲线.用轴对称问题的准静态弹性力学原理分析了水听器背衬结构模型,得出声压差相移灵敏度的解析式.实验设计并实现了薄壁圆柱壳体压差式光纤矢量水听器样机,其测量的声压相移灵敏度与理论计算结果基本吻合,其指向性测量与计算机仿真分析基本一致.在低频段灵敏度上取得了突破,为低频水声环境应用压差式矢量水听器提供了依据,为小尺寸高灵敏度光纤矢量水听器的研制提供了参考.     

光纤相移点衍射干涉仪关键技术

为了实现光学系统波像差的高精度检测,引入了改进的光纤相移点衍射干涉仪,介绍了其工作原理,并对干涉仪的关键部件包括激光光源及光纤的参数进行了选择和分析。经测试,激光光源功率稳定性约为1%(10 min),光斑尺寸在实现最佳耦合效率允许范围内,光束位置稳定度约为6 um,相干长度为1 cm 左右,都在测试精度允许范围内;选择了纤芯直径为3.5 um 的单模不保偏光纤,对光纤端面镀半反半透金属膜,实现了较高的条纹对比度和光能利用率,并设计了波前参考源,方便了光纤端面的抛光、镀膜及装卡。最后,利用选择的部件搭建了光纤相移点衍射干涉仪实验装置,为最终能够实现光学系统波像差的高精度检测提供了前期的准备。     

基于偏振光干涉的一种新型的光纤光栅解调系统

提出一种先进的基于偏振光干涉的光纤光栅解调实现方法 ,偏振光干涉仪也是一种能将布拉格波长移动转化为干涉相位变化的非平衡干涉仪。与传统的非平衡干涉仪不同 ,偏振光干涉仪是利用折射率ne 和no 的差而不是利用光路长短的差来实现非平衡干涉的。另外 ,由于偏振光干涉是发生在有着优良双折射特性的钒酸钇(YVO4)晶体中而不是在石英光纤中 ,这样就可避免石英光纤引入的干涉噪声。通过分析钒酸钇晶体的性质指出 ,利用这种方法来实现光纤光栅温度检测 ,其最小温度测量精度可达± 0 4℃。     

光纤Mach-Zehnder干涉仪系统的研究

介绍了光纤Mach-Zehnder(MZ)干涉仪系统的结构,阐述了该系统中信号光与参考光的干涉原理以及影响干涉光强的因素,分析了光纤耦合器的交叉耦合和PZT的作用,描述了光纤偏振控制器的结构、工作原理及其对光纤Mach-Zehnder干涉仪系统传感臂偏振态的控制,最后介绍了光纤Mach-Zehnder干涉仪系统的应用。