压电陶瓷光纤相位调制控制系统的研制

压电陶瓷光纤相位调制器是光纤傅里叶变换光谱测量系统中的核心器件之一,压电陶瓷驱动控制系统的输出电压特性决定了压电陶瓷光纤相位调制器的多种性能,如线性、分辨率、动态特性等,从而对光纤傅里叶变换光谱测量系统的光谱分辨率、测量速度和系统噪声等重要指标产生影响.应用复杂可编程逻辑器件(CPLD)、复合高压运放和单片机等先进电子技术设计压电陶瓷光纤相位调制控制系统.实验表明,该系统加载压电陶瓷容性负载后,在设定的频率范围内显示出了较好的动态特性与线形度,能很好地满足光纤相位调制技术对压电陶瓷工作电压波形的要求.     

应用于光纤相位调制的压电陶瓷驱动电源

为提高光纤傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率,设计了应用于光纤相位调制的压电陶瓷驱动电源.驱动电源由低频信号发生部分和高压放大部分组成.利用幅频波特图和开环相频图进行分析,深入讨论了驱动电容值较大的容性负载时的电路稳定性.实验表明使用该电源能实现光纤傅里叶变换光谱仪的高分辨率.     

手性添加剂浓度对液晶反射光谱的影响

将手性添加剂以不同百分比浓度掺入到向列相液晶中．形成不同螺距的胆甾相液晶（Cholesteric Liquid Crystal）。根据Berreman4×4矩阵法,利用Matlab程序计算该胆甾相液晶的反射光谱,得到反射光谱随液晶螺距变化的关系。利用光纤光谱仪测试该液晶的反射光谱,并与理论值进行比较和分析。     

基于荧光机制的光纤式农药残留测量系统

根据有机物农药的荧光发光机制,利用光纤传感技术、光栅分光技术和多通道图像传感器技术研制了一种农药残留荧光光谱测量系统。系统以脉冲氙灯为光源,以Y型球面光纤探头传输和探测荧光,以小型平场光谱仪实现荧光分光,以高速数据采集模块实现荧光信号的采集转换。该系统一次曝光即可获得农药的荧光光谱。利用该系统实现了对西维因等农药的荧光光谱特性的实验,结果表明:以319 nm紫外光激发农药溶液时,荧光光谱位于可见光340~750 nm之间,系统的最小检测质量浓度可达0.003 mg/L,当农药质量浓度在0~0.1 mg/L范围之间时系统具有较好的线性关系。利用该仪器对白菜中痕量农药浓度进行了测试,其回收率接近100%。     

采用多模光纤透镜的光纤麦克风理论与实验研究

对现有强度调制型光纤麦克风做了分析和讨论,采用单模光纤(SMF)熔接多模光纤(MMF)的方法设计了一种新的反射式光纤麦克风。适当长度的折射率分布为抛物线形的多模光纤具有准直透镜的作用,直接熔接在单模光纤上,可以使光纤麦克风进一步微型化、成本低廉化。用单频正弦波信号做声源测试该光纤麦克风,输出正弦波电压信号与声源频率一致,振幅随声源振幅线性变化。结果表明,该结构的光纤麦克风在原理和实验上可以用于语音通信中。     

多路三轴光纤陀螺自动化测试系统设计与实现

因三轴光纤陀螺的测试过程复杂、耗时长、测试效率低。提出了一种多路三轴光纤陀螺自动测试系统实现方案。叙述了测试系统的硬件设计思想并给出了完成自动化测试、软件设计方法及组建方案。测试结果表明,该系统能够实现三轴光纤陀螺测试全程自动化,节约了成本,提高了测试效率。     

光纤激光器相干合成系统中组束误差对远场光场的影响

对光纤激光器相干合成系统中组束误差对远场光场分布的影响进行了数值研究,分析了输出单元占空比、位置误差和平行度误差对远场光场分布的影响。结果表明,输出单元占空比的增加只能提高中心光斑的能量,但无法改变中心光斑的平均光强;而位置误差会使远场光场中的旁瓣能量减弱,降低光纤激光器相干合成系统的转换效率。分析发现,位置误差的这种影响可以通过增加输出单元的占空比来减弱。最后,通过分析平行度误差对远场光场的影响,对光纤激光器相干合成系统中的平行度误差控制提出了建议。     

语音信号光纤发射机的设计

使用光纤发射机进行语音通信可以开发具有极高抗干扰能力的新产品。介绍了语音光纤发射机的结构设计原理,提出了设计的方法,并给出了以语音编码芯片AD74111和发光器件HFBR-1414为核心芯片的电路设计过程。设计实例适合用于工作环境复杂的语音通信系统。     

自聚焦共焦光纤传感系统的相干传递函数

在弱物体近似下，运用傅立叶光学，从成像系统角度对自聚焦共焦传感技术进行了理论研究。首重分析了该技术测量样品纵深结构时图像的成像机理。由于光纤具有本征场的模式，对光的振幅和相位的响应是相干的，从而可用相干传递函数（CTF）描述系统性能。结果表明，系统相当于一复振幅线平移不变系统，具有低通特性和层析特性。     

光纤电压传感器最新进展

综述了光纤电压传感器近年来国内外的最新研究进展,包括可用于SF6绝缘高压开关的光纤电压传感器、频率调制型的光纤电压传感器以及光控灵敏度的光纤电压传感器.介绍了国内在光纤电压传感器方面的研究进展,包括以DSP为信号处理芯片的BGO晶体的光纤电压传感器,以及应用光纤传感机理来测试脉冲电压和电场的方法,并对光纤电压互感器暂态信号处理的原理进行了研究,试验证明可以满足继电保护的要求.     

飞秒激光制备的全单模光纤法布里-珀罗干涉高温传感器

提出了一种全单模光纤的本征型法布里-珀罗干涉(IFPI)高温传感器。光纤IFPI传感器由飞秒激光在标准单模光纤上刻写的一对内部反射镜和腔内光纤构成,其反射光谱的干涉条纹对比度达到10dB,而插入损耗仅为0.1dB。实验结果表明,该传感器的测量温度可达1000℃,温度灵敏度为14.9pm/℃。而且在重复测量中,反射光谱具有良好的一致性,可以准确地实现高温传感。飞秒激光制备的光纤IFPI高温传感器完全由标准单模光纤构成,结构简单、成本低廉,易于连接现有的光纤器件构成光纤传感网络,在实际工程中有较大的应用价值。     

一种新型光开关交换器

探讨了光偏振现象和旋光现象的特点 ,进而利用偏振和旋光现象提出一种新型光开关交换器。这种交换器具有结构简单、与输入光的偏振态无关、不会产生相位差、插入损耗和信道串扰小、响应速度快、器件体积小等优点 ,同时可以使用此器件和光波分复用 /解复用器相结合 ,方便地实现任意波长的上下路。对 2× 2开关交换器的性能进行了分析 ,结果表明它的插入损耗和信道串话都很小。     

智能结构中光纤智能夹层系统的研究

根据光纤自诊断系统模块化、集成化要求，提出并研制了光纤智能夹层。这种智能夹层易于制作，且制作过程中光纤传感器完好率达100％，智能夹层的埋入对复合材料拉伸强度影响较小。在此基础上，对光纤智能夹层试件进行了轴向拉伸试验。试验表明，在一定应变范围内，单膜交错光纤中光强-应变之间具有良好的线性关系，可以在埋入复合材料之前进行标定。利用智能夹层内的光纤传感器网络和先进的信息处理技术，可以建立结构损伤主动、在线和实时监测系统。     

光纤陀螺的发展现状

介绍了光纤陀螺的原理特点和发展过程,着重描述和总结了光纤陀螺在国内外发展的技术趋势和产业化情况。可以看到,随着现代微电子技术、光电子技术和信号处理技术的发展,光纤陀螺在未来惯性测量领域中占据越来越重要的位置。     

智能结构系统中的光纤传感技术

智能结构系统具有类似人体运动控制功能，埋置在工程结构或材料中便能获得顺应环境变化的自判断性、自适应性、自诊断性、自修复性等诸多性能。这一神奇的科学技术具有重大科学意义和广阔的应用前景。利用特性优良的光纤传感器可以构成一种特殊的光纤智能结构系统。本文较深入介绍适合智能结构系统的光纤多点式和分布式传感技术的原理、结构和实施方法。     

Adhesive joint design for minimizing fiber alignment shift during UV curing

In fiber-optic device packaging using UV curable adhesive bonding, the curing process often causes fiber alignment shift-distortion of the already aligned fiber-optic setups, and thus reduce the assembly yield. A new method for the adhesive joint design for minimizing fiber alignment shift during adhesive curing is reported in this paper. It is demonstrated that for any adhesive, the bonding joint can be designed to alleviate the alignment shift, regardless of adhesives used. The approach provides guideline for high yield and low-cost assembly of fiber-optic devices using adhesive bonding.     

光纤数据总线用插卡式小型化光端机的研制

本文采用表面安装技术(SMT)研制成一种适用于光纤数据传输系统的插卡式小型化加固型光端机。文中着重介绍了该机的结构性能和技术指标。该机可广泛用于飞机、舰铅、坦克内部时分响应多路复用光纤数据总线传输网络系统,也适用于计算机信息的光纤数据传输系统。它是光纤数据传输系统的重要组成部分。     

Performance comparison of asynchronous and synchronouscode-division multiple-access techniques for fiber-optic local areanetworks

Synchronous code-division multiple access (S/CDMA) is investigated for fiber-optic local area networks. It is shown that the large bandwidth expansion required by spread-spectrum techniques, such as CDMA, can be accommodated by using a fiber-optic channel for transmission and incoherent optical signal processing for code generation and correlation. Prime sequence codes, previously developed for a fiber-optic network using (asynchronous) CDMA, are modified to fit a synchronous transmission format. A performance comparison of CDMA and S/CDMA systems reveals that S/CDMA can accommodate a larger number of subscribers and more simultaneous users than CDMA. An environment for which S/CDMA would be suited is discussed     

Tree structured fiber optics MANs

A fiber-optic architecture, Tree-Net, is introduced that does not require intermediate processing components and supports a large number of stations. Tree-Net is based on a tree topology, passive station taps, and implicit token protocol. The properties and performance of Tree-Net are evaluated. It is shown that the basic topology and access scheme of Tree-Net can be extended so that a family of tree-structured fiber-optic MANs (metropolitan area networks) can be defined to suit different needs, including data, voice, and video integration     

Free-space fiber-optic switches based on MEMS vertical torsionmirrors

This paper reports on the design, fabrication, and performance of a novel MEMS (micro-electro-mechanical-system) fiber-optic switch based on surface-micromachined vertical torsion mirrors. The vertical torsion mirror itself can be used as a 1×2 or an ON-OFF switch. A 2×2 MEMS fiber-optic switch with four vertical torsion mirrors has also been fabricated. The switching voltage is measured to be 80 V for switching angles of 45°. We have achieved a switching time of less than 400 μs (fall time) and an optical insertion loss of 1.25 dB for single-mode fibers. In addition, a bulk-micromachined silicon submount has been developed to package the switch with microball lenses and multimode fibers with passive alignment. With the micromachined switch chip and the hybrid-packaging scheme, the size, weight, and potentially the cost of the fiber-optic switches can be dramatically reduced