左手非线性传输线三倍频器设计

非线性传输线通常用来实现谐波产生和脉冲形成。利用左手非线性传输线的谐波产生特性,设计仿真了100MHz的三倍频器。该倍频器采用5级级联的“T”形非线性单元,不需要任何偏置电路。相比传统方法,该方法具有电路尺寸小、结构简单、调试容易、倍频效率高、相对带宽较宽等优点。     

相移光纤光栅横向受力传感特性研究

对相移光纤光栅(PS-FBG)的横向受力特性进行了理论和实验研究.采用传输矩阵法分析了PS-FBG的传输特性,并建立了光栅横向受力数学模型.理论分析表明,光栅透射谱阻带中的透射窗口在横向受力时会产生光谱分裂,且分裂距离与所受横向压力的大小成正比关系.实验在0~1 N的横向压力条件下,获得了1.4×10-3N/mm的灵敏度,实验结果与理论模拟相符.     

光纤光栅传感器在公路隧道衬砌结构安全监测中的应用

从工程实用角度归纳了光纤光栅传感器相对于其他传统监测仪器的主要优势,阐述了其在隧道结构安全监测中的适宜性.在此基础上结合某公路隧道衬砌结构的薄弱部位和具体条件,设计了现场自动化监测和无线数据通信系统,采用光纤光栅传感器对隧道支护结构的变形和受力状态进行了实时监测实验,结果真实有效地反映了结构物的运行性态,表明光纤光栅传感器在公路隧道结构安全监测中具有良好的实用效果.     

一种改进小波阈值函数的光纤光栅传感信号去噪方法

光纤布拉格光栅( FBG)传感信号中存在的噪声严重影响了其中心波长的检测精度,因此必须进行去噪处理。本文针对传统的小波软、硬阈值函数去噪的不足,提出了一种改进的对数阈值函数,并确定了最优的小波基和分解尺度。仿真表明,本文提出的改进阈值函数去噪后信噪比( SNR)较大,均方根误差( RMSE)较小,其中信噪比比传统的软、硬阈值方法提高了1.5 dB~4 dB。最后通过实验验证了本文方法的去噪效果。     

非对称级联型全光纤Fabry-Perot腔谱特性研究

为了进一步优化光纤光栅法布里-珀罗窄带滤波器的滤波性能,提出了基于光纤布拉格光栅的全光纤型非对称级联法布里-珀罗腔（FBG-FP）结构。通过传输矩阵方法,建立了数学仿真分析模型,推导出FBG-FP结构产生单峰谐振需满足的条件。对其传输特性进行了详尽的理论分析和模拟仿真,数值分析结果表明：通过对光纤布拉格光栅折射率调制深度以及谐振腔长等结构参量的优化组合,可以改善非对称双腔结构谐振光谱的通带平坦性和过渡带滚降特性;双腔FP器件可以得到更高的波长选择度,因此可用作信道化滤波与可调单频光纤激光器。     

采用曲面设计的LED前照灯建模及配光分析

LED作为汽车前照灯的光源在节能和效率上具有优势,本文研究了使用半导体LED光源前照灯的反射镜曲面的设计方法,并进行了配光验证分析。根据前照灯近光配光标准、LED光源特点和反射镜曲面设计,作者建立了新颖的LED前照灯的设计模型,包括LED光源模拟、反射器曲面设计、透镜设计单元和配光分析。作者提出不规则三维曲面作为反射镜的方法,并实现了LED前照灯的照明计算仿真。文章最后分析了实验结果,并指出LED前照灯的前景和未来大功率LED汽车前照灯发展的关键技术。     

Simultaneous measurement of temperature and strain with long period grating pairs using low resolution detection

An investigation showing the performance of compact long period grating (LPG) pairs under demanding experimental conditions, making comparisons with the use of single LPGs for the simultaneous measurement of strain and temperature is presented. In this work, a LPG pair (LPGP) sensor comprising two weak (2.5 dB each) LPGs, 13 mm apart, was compared against the performance of two single LPG sensors (LPG1 & LPG2) with coupling strengths of 2.5 dB and 12.5 dB, respectively. All the LPG sensors used were subjected to extreme conditions arising from the fabrication, by choosing a high amplitude mask period with short physical length LPGs, and the high temperature annealing processes. In addition, a low resolution detection instrument was used to capture the spectra under study. Results have shown that the LPGP is 40 times better than the first single LPG used (LPG1) and three times better than the second LPG (LPG2). Using the error analysis methodology of Brady et al., the temperature and strain errors due to the uncertainty of the wavelength measurement for each of the LPG1, LPG2, and LPGP were compared with the typical performance of various fibre Bragg grating (FBG)-based sensor schemes under similar testing conditions. It was found that LPGPs offer the best performance especially when using low resolution detection instrumentation.     

湿度和温度对聚合物光纤光栅反射波长漂移量的影响

针对固体火箭发动机纤维缠绕壳体状态监测中局部可能出现大应变情况,采用聚合物光纤布拉格光栅(polymer op-tical fiber Bragg grating,POFt3G)传感器对大应变进行检测;分析了湿度和温度对光纤光栅反射波长漂移量的影响,建立了湿度传感模型、温度传感模型和温度湿度混合模型.并通过MATLAB进行数值仿真,结果表明,反射波长随温度的升高而减小,随湿度的增加而增大,并受到温度和湿度的交叉影响,这与文献报道的实验结果比较吻合.     

基于长周期光栅边缘滤波解调的光纤布喇格光栅位移传感研究

利用长周期光栅的边缘滤波解调技术,我们报道了一种光纤布喇格光栅位移传感方法.系统由一个3dB耦合器、一个传感光纤布喇格光栅、一个长周期光栅和一个探测器构成.实验结果表明,在所测位移范围内,传感系统输出的光功率与位移成良好的线性关系,位移灵敏度为9.24pW/mm,位移分辨率为0.01 mm.该方案结构简单、灵敏度高、线性度好,可应用于实际中的位移测量.     

一种实时校准的光纤Bragg光栅传感器解调系统

为了提高光纤Bragg光栅（FBG）传感器阵列的信号解调精度,基于窄带光源问讯解调原理,提出了引入带标记热稳定标准具模块来实现实时校准的方案,利用12位A／D采集模块将信号采入计算机,在虚拟仪器软件LabVIEW下处理信号,峰值检测方法为分段寻峰。实验表明：该方案对FBG传感器中心波长位移的最大解调精度为1pm,相对于无实时校准模块方案下的解调精度提高了10倍以上,在应变为1×10^-4的范围内,测量误差小于1.5×10^-6。