应用于智能电网的光纤电流传感网络

随着电力系统对电流测量要求的不断提高,传统的电磁式电流传感器已逐渐暴露出一系列的缺陷,如绝缘结构复杂、抗电磁干扰能力差、铁磁谐振、易磁饱和、测量动态范围小和有油易燃易爆炸等。这些缺陷导致传统的电磁式电流传感器已难以满足智能电网的测量需求。本文总结和分析了应用于智能电网的光纤电流传感网络,通过光纤传感与通信技术及计算机技术的融合,使传感由传统的仅仅进行信号形式转换的单个或多个敏感元件扩展为集信号获取、存储、传输、处理于一体的多功能系统,再结合光网络和软件技术,搭建一个结构完整、功能完善的传感体系,实现电网的各项信息指标可观测化。     

RCE光电探测器顶部DBR的优化

对研制的 VCSEL 结构外延片制成的谐振腔增强型 (简称 RCE)光电探测器进行了物理分析和实验研究 ,由于 VCSEL 与 RCE光电探测器对谐振腔反射镜的反射率要求不同 ,通过腐蚀 VCSEL 器件顶部 DBR,改变顶镜反射率 ,能够得到量子效率峰值和半宽优化兼容的 RCE光电探测器 ,实现 VCSEL 与 RCE探测器的单片集成 .     

基于光子晶体光纤的光学传感

光子晶体光纤(PCFs)的应用在很多方面改善了传统光纤传感器的性能.基于 PCFs的光纤传感器对应力和液体折射率具有较高的传感精度以及更好的温度特性,并且可以灵活引入各种耦合结构单元组成干涉仪,介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)、长周期光栅(LPG)和干涉仪的PCFs传感器的基本构造、工作原理和最新的研究进展.     

垂直腔面发射激光器的氧化工艺研究

在垂直腔面发射激光器(VCSEL)中常用氧化物限制结构来对其进行电流和光场的限制.分别从氧化时间、氧化温度、氧化载气的气流量三方面讨论研究了它们对Al0.98Ga0.02As层氧化深度、氧化速率的影响.最后得到最佳氧化条件:氧化温度为422℃,氧化载气的气体流量为1.5 L/min,氧化速率为0.6μm/min.用在此最佳氧化条件下氧化的外延片制成VCSEL器件,室温下其阈值电流大约为1.8 mA,最大输出功率为7.96 mW.     

基于光纤光栅传感器高压开关柜温度监测系统设计

本文针对高压开关柜温度监测问题,提出了一种基于光栅原理的温度监测系统。文章首先阐述了高压开关柜温度监测在电力系统中的重要性,其次对国内外目前的监测手段进行简要介绍,再次阐述了光线光栅的测温原理,最后对设计的光纤光栅温度监测系统进行阐述。本文依据光纤光栅传感器的测温原理,对高压开关柜温度监测问题进行了有益探索,对实际应用具有一定的指导意义。     

超宽带ASE光纤光源研究

报道了一种简单结构的超宽带ASE光纤光源,采用两个相同的980 nm半导体激光器对同一段掺铒光纤进行抽运,通过选择合适的掺铒光纤长度及调节两个抽运源的抽运功率,获得了带宽大于80 nm、输出功率21 mW的C L波段的ASE荧光输出。     

声表面波陀螺效应声光检测技术研究

简要介绍声表面波(SAW)陀螺效应和布喇格声光互作用现象,提出了检测SAW陀螺效应的方法。该方法的核心是通过声光布喇格作用,把SAW陀螺效应引起的声速变化信息寄载到布喇格衍射光中,通过检测布喇格衍射角度推算出固体介质的旋转角速度。论述了SAW陀螺效应检测原理,初步设计了检测系统,推导了SAW陀螺效应检测系统的测量公式。     

磁流体填充的光子晶体光纤Bragg光栅三参量同时传感特性研究

基于光子晶体光纤(PCF)包层空气孔灵活的结构 设计,将磁流体填充的PCF(MF-PCF)和普通PCF进行焊接, 并在其纤芯区域刻蚀Bragg光栅,提出一种能够同时测量温度、磁场和应变的PCFBG传感器。 基于模式耦 合理论以及传输矩阵法,结合PCF中基模以及高阶光波模式的不同传感特性,通过分析热光 效应、磁光效 应以及弹光效应对模型不同光波模式的影响,探究谐振波峰反射谱响应特性。实验结果表明 ,本文的PCFBG传感器, 温度灵敏度最高可达13.97pm/℃,磁场灵敏度最高达10.04pm/mT,应变灵敏度最高达1.223pm/με;且谐振反 射光谱的漂移量与温度、磁场以及应变的变化具有良好的线性关系。 通过设计相应的三参量矩阵解调算法,可实现温度、应变以及磁场的同时测量,从而有效 降低传感成本,拓宽传感思路,具有一定的应用价值。     

基于可调谐FP滤波器的光纤光栅解调系统

为了进一步提高光纤光栅解调系统的性能,提出和研究了一种新颖的基于可调谐F-P(Fabry-Perot)滤波器的光纤光栅解调技术,并以此为基础构建了探测系统。系统使用一个固定波长的参考光纤光栅作为波长参考元件,通过对传感光纤光栅与参考光纤光栅的波长测量与差值运算,消除了可调谐FP滤波器腔长漂移对测量精度的影响。给出压电陶瓷电压对应的伸长量,有效地减小了压电陶瓷非线性对测量的影响,提高了光纤光栅波长的测量精度。在测量范围内,最大非线性偏差为0.5%。     

LD泵浦不同腔结构高效运转掺铥光纤激光器

研究了掺铥光纤激光器的不同谐振腔结构方式。使用LD泵浦,分别采用双色镜和端面反射、高反光纤光栅和端面反射以及双色镜和低反光纤光栅构成激光器谐振腔,均获得了超过Stokes极限的斜效率。其中双色镜和端面反射腔结构下获得了最高斜效率56.9%,对应的量子效率为142%。三种腔结构下,激光光谱线宽由激光器系统所采用的反射腔的光谱特性所决定。在双色镜和端面反射腔结构下,激光器在双色镜的高反带宽内随机起振,光谱较宽;在使用光纤布拉格光栅作为激光器谐振腔的高反射腔镜和低反射腔镜的情况下,激光器都获得了2 m处的窄线宽输出,线宽受限于所使用的光纤光栅的反射带宽。