基于时空转换法的正弦波光栅尺位移测量系统设计

光栅尺作为高精度位置测量仪器,其分辨率受制于超精密的空间刻划技术,测量精度急需通过电子学细分法来提高.为此,提出了"时空转换"的思想:借助于载波调制理论,引入了恒定的时空当量,将对空间位移的测量转换为对信号瞬时周期的测量.首先,进行了时空转换法的数学推导,探究了正弦波光栅尺位移的测定和移动方向的判别方法;然后,在DSP开发平台下,搭建出基于时空转换法的正弦波光栅尺位移测量系统;最后,从实验数据以及光栅信号的残余直流电平、幅值不均衡、相位不正交等方面进行了误差分析.实验表明:栅距为8 mm的正弦波光栅尺,在时空转换法下,平均测量误差为± 0.258 1μm ,兼顾了细分与辨向.     

基于Catmull-Rom插值算法光栅分辨率测试系统改进

为了减小探测器采集及软件处理导致的系统误差,提高光栅分辨率检测精度,利用半宽度法设计了一套满足李特洛条件的阶梯光栅分辨率检测系统。搭建了系统的光路,介绍了提高分辨率的方法,重点分析了探测器像元尺寸对系统分辨率测试精度的影响,提出了在LabVIEW软件中如何根据离散光谱信号并利用Catmull-Rom插值构造出连续光谱,提高半宽度法检测的精度。实验结果表明,在高分辨率测试系统中,通过软件算法对离散信号进行拟合分析,能有效的解决由像元尺寸造成的系统误差。     

一种改进的快速相位相关算法在FBG测温系统中的应用

分析了LFPC算法、FPC算法、CCA算法对光纤布拉格光栅原始信号寻峰,比较了误差均值和标准偏差。在改变波长分辨率、信噪比的情况下比较了三种算法的误差,并进行了仿真验证。证明了对快速相位相关算法的改进在精度方面有了一定的提高。     

基于光纤光栅的围岩应力监测技术研究

针对目前围岩应力监测效率不高、监测真实性和准确性差等问题,根据光纤光栅传感原理和受力特性,提出一种可进行实时在线监测和长期监测的围岩应力监测系统。该系统将光纤光栅传感技术应用于围岩应力实时监测,具有监测精度高、误差小、抗干扰能力强的优点。     

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。     

光纤光栅感温火灾探测报警系统在原油罐区的应用

介绍光纤光栅感温探测器的工作原理,阐述光纤光栅火灾自动探测系统的优点及在石化厂的应用.     

啁啾布拉格光栅的可调谐色散补偿特性

本文讨论了啁啾布拉格光栅(CFBG)群时延波(GDR)的产生机理以及降低GDR的方法。采用迭代矫正GDR的方法能有效改进啁啾光栅的GDR,计算表明啁啾布拉格光栅有实现可调谐色散的可能,为高速WDM和OTDM系统提供了工程设计参数。     

基于光纤光栅传感的根式沉井静载实验研究

应用光纤光栅传感网络测量桥梁根式沉井在破坏性静载荷实验中的应力变化。进行现场实验,根据有限元分析,多通道光纤光栅传感阵列设计安装在沉井的合适位置。根据沉井土层的分布情况,共布置10层光纤光栅传感元,每层包括8个光纤光栅应变计和1个光纤光栅温度补偿器。布置安装的光纤光栅传感系统通过对每层8个应变点的监测,可以准确测量同一水平结构层的应力变化分布。实验结果表明,光纤光栅传感网络可以在全程载荷实验过程中,监测桥墩的应力变化,为桥梁的安全运营提供了可靠的依据。     

取样光栅滤波的新型光纤甲烷差分检测系统

综合应用取样光纤光栅滤波和改进的差分吸收检测技术,实现了对甲烷气体等距分布的多条近红外吸收线的同时测量,完善了差分吸收技术应用于弱气体检测的理论。基于分子光谱学理论对谱带精细结构的分析,结合取样光纤光栅的梳状滤波思想,以1.66μm附近甲烷泛频(2v3)吸收光谱R支中的R4线为中心,同时对R3、R4和R5三条吸收线进行测量。为消除光源功率波动对测量结果的影响,利用两个同类型的取样光纤光栅实现对气体浓度的差分吸收检测。选用中心波长在R4附近的啁啾光纤光栅作为光学带通滤波器,利用PINPD实现对三条吸收线处光强的同时测量,由比值处理消除光源功率波动对测量结果的影响。通过实验验证了系统的可行性。     

基于VB与MATLAB编程模拟光栅光谱分析系统

该仿真软件将Matlab的计算优势与Visual Basic图形用户界面开发方面的优势结合起来仿真模拟了单色光单缝衍射和光栅衍射实验,实验结果的图样细致逼真,结合3D动画演示使整个物理过程变得直观,为光学的理论分析和实验教学提供了新的途径。