分布式光纤光栅传感器解调系统

分布式光纤传感器是一门具有重大实用价值的新兴技术,本文基于光纤布拉格光栅传感器的工作原理,及光栅中心波长的移动探测解调原理,对分布式光纤光栅传感器解调的新方法进行了全面阐述,分析了他们的优缺点,并且给出了其优化方法及应用前景.     

基于DSP的光纤光栅水听器信号解调系统

以DSP和ADC为硬件核心,采用3×3解调算法,研制了光纤光栅水听器信号解调系统.该解调系统具有体积小,调试方便,解调输出信号质量好,幅度稳定,工作带宽宽等特点.实验证明,该解调系统能很好的在30 Hz～160 kHz的带宽范围内工作.     

基于PGC光纤传感器的全数字化解调设计与分析

介绍了一种基于Mach-Zehnder和Sagnac混合干涉型分布式光纤传感器的相位产生载波(PGC)全数字化解调系统.针对GD32F103信号算法处理芯片,进行了PGC数字解调系统的设计,对系统性能进行了分析,最后与模拟解调效果进行了性能对比分析.实验待测信号为0～50 kHz,理想情况下管道泄漏点距离法拉第旋转镜距离为8045 m,实际情况下距离为8188.7m,绝对误差为143.7m,相对误差为1.75％.本数字系统具有良好的稳定性和较高的定位精度.     

光电加速度传感器非对称3×3解调系统SOPC设计

介绍了集成光学芯片、光纤质量块简谐振子和可编程片上系统(SOPC)混合集成光学加速度计的设计方法.采用基于3×3耦合器的干涉系统进行光相位的调制.研究了在非对称情况下的解调算法,从而解决了由于非对称性造成解调结果失真的问题.应用SOPC技术设计和实现数字信号处理系统,实现信号处理与数据传输的并行工作,实验证明该系统可以实时、线性地跟踪到加速度信号.实际测量灵敏度为4.62 V/gn,工作频带为1-1 066 Hz.     

分布式FBG波长解调系统的试验研究

设计了一种分布式FBG波长解调系统,采用可调谐光纤F-P滤波法对FBG的波长传感信息进行解调,使用高速采样卡对信号进行采集,分析。给出了阶段性试验的结果,并提出了改进系统分辨力的方法。     

新型高速双极性PSM混合调制方案的研究

本文提出了一种更高速、抗多径性能好、解调结构简单的跳时双极性PSM调制(TH-PP SM.详细阐述了TH-PPSM调制方案及接收方法,分析了系统的调制解调性能.结果表明,使用K个正交脉冲时,可大大提高传输速率,解调所需相关器仅是TH-PPM与PSM混合调制的一半.     

短腔干涉式光纤微压传感器解调方法研究

为了提高短法珀腔干涉式微压传感器峰值解调法的精度,本文研究了基于法珀干涉的石墨烯光纤微压传感器的解调方法.利用FDTD Solutions光学仿真软件仿真模拟传感器的反射光谱,搭建了传感器测试系统.采用Savitzky-Golay卷积平滑滤波和洛伦兹局部拟合相结合的峰值解调法,并利用多峰解调法解调出腔长,分析压力和腔长的关系.实验结果表明:采用Savitzky-Golay卷积平滑滤波明显滤除噪声信号,洛伦兹拟合寻找波谷的精度优于高斯拟合寻找波谷的精度,在0～0.1 MPa范围,传感器灵敏度为73.766 nm/kPa.     

CLPG的分布式FBG解调系统仿真研究

从耦合模理论出发,运用传输矩阵法对级联长周期光纤光栅(C LPG)的传输光谱进行了仿真分析,提出了基于CLPG的分布式光纤布拉格光栅(FBG)解调系统.该解调系统将级联长周期FBG作为边缘滤波器,利用它的4个线性区同时解调4个FBG的传感信号.仿真结果表明:在CLPG的线性范围内系统检测的光功率与传感FBG所受轴向应变成线性关系,最高能检测到5.813×10-9的轴向应变传感信号.系统的应变灵敏度分别为-42.75,42.95,-43.15,43.35 mW/10-6.     

基于广义S变换的BOTDR信号包络解调

基于BOTDR的布里渊散射分布式光纤传感器所检测的散射光信号非常微弱,且频带在30 MHz左右,本文提出应用广义S变换对散射光信号进行幅度解调.广义S变换同时具有短时傅里叶变换和小波变换的优点.通过仿真和实验数据处理验证,基于广义S变换的解调算法可以有效提取BOTDR信号的包络信息,优于传统的Hilbert变换方法,提高了传感系统的检测性能.     

分布式光纤光栅传感器波长检测新技术简述

本文阐述了光纤布拉格光栅温度应力传感器的工作原理及光栅中心波长的移动探测解调原理，以及分布式光纤光栅传感器解调的新方法，并且给出了其应用前景。     

基于信号重构技术的FBG加速度测量系统研究

采用连续波调频,结合波分复用技术设计了基于小波滤波的光纤光栅加速度测量系统,提出压应力和拉应力同时实施的双光栅加速度测量探头的结构,选用其中心反射波长之差为传感信号,既消除了温度噪声对传感信号的干扰,又提高了测量的灵敏度和分辨率.应用小波信号处理方法,不仅实现了波长绝对编码,而且实现了微加速度信号的重构.所设计的测量系统具有结构简单、扫描频率高、分辨率好、线性度好等优点.     

Memory and Network Architecture Interaction in an Optically Interconnected Distributed Shared Memory System

This paper develops a performance model of an optically interconnected parallel computer system operating in a distributed shared memory environment. The performance model is developed to reflect the impact of low level optical media access protocol and optical device switching latency on high level system performance. This enables the model to predict the performance impact of supporting distributed shared memory with different address allocation schemes and media access protocols. The passive star-coupled photonic network operates through wavelength division multiple access. Two media access protocols are examined for this WDM network, both are designed to operate in a multiple-channel multiple-access environment and require each node to possess a wavelength tunable transmitter and a fixed (or slow tunable) receiver. A semi-Markov model has been developed to study the interaction of the distributed shared memory architecture and the two access protocols of the photonic network. This analytical model has been validated by extensive simulation. The model is then used to examine the system performance with varying numbers of nodes and wavelength channels and varying, memory and channel access times.     

分布式光纤温度和应变传感系统研究进展

基于布里渊散射的分布式光纤传感系统是面向温度、应变等参数的高测量精度、高空间分辨率、高频率分辨率的监测手段.分别从光纤传感器设计与模拟、传感光纤的选用、传感技术辅助提升等三个方向总结和分析了基于布里渊散射的分布式光纤温度-应变传感系统的研究与发展现状;介绍了分布式光纤传感系统在油井、海底电缆等领域的应用;并展望了未来的研究发展趋势.     

基于光纤光栅PGCD的材料冲击试验研究

光纤光栅抗电磁干扰和易于构成分布式光纤传感网络,对设备健康监测和高频应力作用下的材料力学性能测试具有独特优势。波长编码信号解调系统的频率低是制约光纤光栅传感器在高频信号环境下使用的关键问题之一,采用M-Z干涉技术,设计了一套基于相位载波(PGC)的相位解调方法的光纤光栅高频解调系统,对正弦信号激励和冲击试验产生的信号进行了测试和分析,取得了比较理想的试验结果,实现了10 kHz频率范围内高频信号的检测。     

波分复用分布式FBG传感网络

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调,该传感系统扫描带宽50nm,单点工作带宽5nm,对一般应用系统每根单纤可设20～30个点,系统最高扫描频率200Hz,分辨力5pm(约5×10-6或0.5℃)。     

基于分布式光纤传感的水下输气管道泄漏检测与定位分析

介绍了一种基于Sagnac/Mach-Zehnder混合干涉仪原理的分布式光纤传感水下输气管道泄漏检测及定位系统。在强干扰微小泄漏情况下,通过分布式光纤传感器获取由管道泄漏引起的光干涉信号,采用小波包方法对信号进行多层分解,提取小波包能量特征,用欧式距离法对管道泄漏与否进行聚类分析;对泄漏系统利用零点频率进行精确定位,并将基于零点频率的传统检测定位、经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位及本文提出的检测定位三种方法进行对比分析,统计了系统虚警率（FAR）。实验结果表明,该系统能准确识别管道泄漏,本文提出的泄漏检测定位法虚警率最低,与经小波去噪和最小二乘曲线拟合处理后的检测定位法相比,虚警率降低了6.6%,提高了系统泄漏检测定位的可靠性。     

基于FPGA的光学微腔生物传感器控制系统

为了促进光学微腔生物传感技术向集成化、智能化和小型化发展,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字辅助控制系统.系统通过三角波信号驱动可调谐激光器进入连续扫描模式,周期性扫描光学微腔谐振波长,得到激光中心波长信号的偏移量,从而得到光学微腔的灵敏度.设计了控制系统的硬件电路及软件辅助程序.经实验验证表明:控制系统实现了光学微腔生物传感器的数据采集处理以及对激光器的调谐.     

基于中红外QCL的痕量CO气体传感器

为了减少CO爆炸给国民经济造成的巨大损伤,提出了一种能够快速地监测环境空气中痕量CO的气体传感器。由于CO分子基频吸收谱带的吸收线强要比泛频带和组合频带的吸收线强高出2～3个数量级,选择激射中心波长为4.65μm中红外量子级联激光器（QCL）作为光源,同时再配合长光程Herriott气室提高了CO体积分数检测下限。同时,该传感器采用单光源双探测器差分光学结构,消除了电调制光源所带来的不稳定性。实验表明：该传感器CO体积分数检测下限为2×10-6,并且操作人员可以通过替换在不同波长下运行的中红外QCL来测量其它气体。     

分布式光纤温度传感器的设计

分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统,它可以实时测量空间温度场的分布。在对功率调制型光频域喇曼反射光纤温度传感器的研制过程中,利用直接数字合成芯片AD9859作信号源,通过测量激光功率波形和反斯托克斯喇曼反射信号波形的振幅和相位,经过优化设计,在6KM的系统中空间分辨率达到了1米。     

Chaotic laser synchronization and its application in optical fiber secure communication

In this paper, optical fiber chaotic secure communication is proposed bycoupling chaotic laser synchronous system with optical fiber propagation channel.Feedback synchronous system of chaotic semiconductor lasers is presented andsynchronous error and decoding formulae are demonstrated. Synchronization betweentwo chaotic laser systems with distributed feedback semiconductor lasers at wavelengthof 1.31 μm is simulatively achieved with almost zero synchronous error. Parametermismatch, synchronous transient response and noise effect on the system are studied.Robustness of synchronization and anti-perturbation can increase by increasing thefeedback coefficient of the system. Influence of group-velocity-dispersion and self-phasemodulation of optical fiber on chaotic laser signal and synchronization are analyzed, and itis found that group-velocity-dispersion affects pulse shape, synchronization and decoding,and limits optical fiber propagation distances, and self-phase modulation does not affectpulse shape, w