高分辨率波长位移解调技术研究进展

简要阐述了在光纤传感技术中实现高分辨率波长位移解调技术的基本原理,重点介绍了几种典型解调方法的结构和原理以及波分复用的方案,最后对各种解调方案的优缺点进行了比较分析.     

光纤地震波探测的研究进展

利用光纤传感器来探测地震波是近年来发展起来的一种新型地震波探测技术,它具有灵敏度高、抗雷击及电磁干扰、绝缘性好、组网能力强等优点,因而在地震预报、石油勘探和安全监测等领域具有重要的应用价值.介绍了光纤地震波探测国内外的研究进展,及其在不同领域中的应用,并指出了目前还存在的问题.     

新型结构的1.3μmGexSi1—x／SiMQW波导探测器的优化设计

本首次提出了一种新型的环形ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ波导探测器结构,器件的主体由３μｍ宽的环形波导构成,器件的输入端是８μｍ宽的波导,这两部分通过劈形波导过渡连接,各部分经过优化设计,可以同时实现高的耦合效率和高内量子效率,对于器件的材料结构,电学和光学特性进行了仔细的分析与设计,结果表明,优化设计的器件其外量子效率可达２８％,比已经报道的直波导探测器的外量子效率提高２－３倍,而上升下降时间仍然保持     

用于铝电解电流精确测量的手持式光纤电流传感器研究

电流强度是电解铝工艺的基本参数,精确测量电解槽分布电流可提高铝电解生产效率和工作稳定性。本文分析了光纤电流传感器相比于传统电流测量技术在电解槽电流测量中的原理性优势,针对目前光纤电流传感器在现场应用中存在的重复拆装和大电流条件下温度误差问题,创新提出了基于柔性封装的传感光纤插接方案和温度误差与非线性误差二维补偿技术,首次设计研制了手持式光纤电流传感器,测试结果表明：传感器的重复拆装误差小于0.12%,在-40℃～70℃温度范围内测量0.5～30 kA电流时的误差小于0.2%,在某电解槽现场测量立柱母线电流时与控制室显示值的误差小于0.4%,并通过对阴极钢棒分布电流的连续监测和分析,实现了电解槽破损的提前预警。     

光纤光栅生物传感器的研究进展综述

本文介绍了光纤光栅生物传感器的传感原理,从光纤光栅新型结构的研究、可固定光纤表面的生物活性膜的研究以及应用研究三个不同的角度阐述了近年来光纤光栅生物传感器研究的进展情况,并分析目前该领域内面临的一些问题,对光纤光栅生物传感器的研究方向提出了一些建议。     

光纤激光传感技术及其应用

超高灵敏度的信号探测在石油勘探、地震预报和安全监测等领域都具有重要的应用价值.近年来出现了一种以分布反馈(DFB)光纤激光器为传感元件的新一代光纤传感器,它具有尺寸小、输出激光信号极窄的光谱线宽和极低的噪声等优势,与高分辨率波长解调技术结合可以达到极高的探测灵敏度.介绍了在光纤激光传感技术及其应用技术方面的研究进展,包括线宽仅为3 kHz、尺寸仅为3.6 cm的窄线宽低噪声DFB光纤激光器的研制及其测试,波长分辨率达3.5×10~(-7) pm/Hz~(1/2)的超高分辨率波长解调系统,基于密集波分复用的光纤激光传感网络,以及相关技术在水声和地震波探测中的应用研究.     

高分辨率光纤激光传感系统

提出并实现了一种基于光纤光栅(FBG)激光器的高分辨率光纤传感系统。通过在一段高增益有源光纤写入光纤光栅形成光纤激光传感器,待测信号作用在激光器上引起激光频率变化,采用偏振无关的非平衡迈克耳孙光纤干涉仪将激光频率变化转化为干涉仪相位变化。干涉仪输出的信号经过光电转换后,用采集卡转换为数字信号输入计算机,最后利用改进的归一化相位载波(PGC)解调技术,实现信号的高分辨率解调。实验表明该传感系统的动态应变分辨率达到了5.6×10-4nε/Hz,并且解调结果与待测信号具有良好的线性关系。     

细长型光纤激光矢量水听器设计与仿真分析

针对细长型矢量水听器阵列的需求,提出了一种基于曲折梁的细长型光纤激光矢量水听器高灵敏度换能结构.根据弹性力学与振动理论,给出了该结构的灵敏度和谐振频率,并与现有的一些结构进行了对比,归纳出影响灵敏度与谐振频率的关键因素,探讨了在不降低谐振频率的前提下提高灵敏度的方法.建立了该曲折梁结构的三维ANSYS有限元仿真模型,由...     

荧光寿命成像技术及其研究进展

荧光寿命显微成像(FLIM)技术是一种新颖的荧光成像技术,具有其他荧光成像方法无法替代的优异性能,是生物医学工程领域的研究热点。频域调制、门控探测和时间相关单光子计数(TCSPC)是FLIM的几种主要实现方法。综述了这些技术的原理、研究现状和已取得的部分成果,比较了这三种方法的时间分辨率和成像速度等参数的优劣。宽场FLIM更适用于延时成像和实时成像。荧光偏振各相异性成像和内窥镜FLIM技术都是FLIM技术很有前景的应用方向。     

基于自适应感兴趣区域的视频心率测量

基于视频的非接触光电容积脉搏波（Photoplethysmography,PPG）可以实现非接触式心率监测。为改善非接触PPG信号质量和提高非接触PPG技术检测心率的准确性,提出一种自适应感兴趣区域（RegionofInterest,ROI）的方法。使用独立向量分析对人脸分区域处理,然后使用归一化分割选取信噪比和相关度最高的小区块作为自适应ROI来获取心率,通过对自适应ROI加权平均和频域处理得到非接触PPG信号。相比于预选定ROI的方法,该方法将头部静止状态下心率误差的均值和标准差从（4.72±6.46）次/分降低至（0.52±1.49）次/分,根均方误差（RootMeanSquareError,RMSE）从7.96次/分降低至1.50次/分,平均误差率从9.45%降低至1.73%。头部运动状态下该方法的误差为（1.02±2.91）次/分,RMSE为2.11次/分,误差降低50%以上。使用Bland-Altman及相关性分析比较该方法与使用接触式PPG仪器得到的心率,计算得到头部静止时95%置信区间为-2.44~3.48次/分,运动时为-2.76~4.79次/分。最后通过对比与接触式PPG信号的波形,证明该方法得到了细节完整的PPG信号。实验结果表明,该方法显著提升了PPG信号的质量与心率的准确率。