一种光纤光栅气压调谐方法

为了便于对光纤光栅的布喇格波长进行调谐,设计了一种光纤光栅气压调谐方法.通过改变密封气体的压力改变光栅的应变,从而调谐光栅的布喇格波长.推导了调谐所用公式,布喇格波长漂移与调谐量近似成线性关系.实验获得了5.4 nm的调谐范围,实验结果和理论符合很好,线性拟合度分别为0.998 2和0.998 9.     

一种新颖的高灵敏度光纤光栅压力传感器

用密封圆柱形容器和活塞封存一些气体,将光栅的两端分别粘在容器和塞子上。外界压力变化导致光栅所受拉力的变化,从而实现对外界压力的检测。该传感器压力灵敏系数可达-0.696/MPa,是裸光纤的3.515×105倍,其线性度为0.9989。     

基于可调谐激光器的复用传感系统的研究

为了克服复用传感系统中光源带宽及功率的制约,有效地扩大多点检测的范围,采用波分和时分复用传感技术,设计了可调谐光纤激光器作为传感系统的光源.基于耦合模方程的理论,对匹配光栅调谐光纤激光器波长扫描寻址解调方法进行了理论分析和实验研究.实验中采用可调谐光纤激光器对由4个光栅组成的两个光栅串成功地进行了波分和时分复用传感,实验获得的应变分辨率为2.9με/step.该传感系统具有经济实用性、信噪比高、可复用数目大等特点,对于多点检测的传感网络具有较大的实用价值.     

多波长掺铒光纤激光器技术研究

掺铒光纤激光器（EDFL）是光通信与光传感领域中最有发展前途的光源之一,目前已有多种方法实现了掺铒光纤激光器多个波长的稳定输出.本文分析了各种在EDFL中产生多波长振荡的机理,并讨论了未来的发展趋势.     

金属管封装光纤光栅用于建筑钢筋应变的测量

把光纤Bragg光栅(FBG)封装于薄金属套管中以保护光栅,把封装后的FBG贴于2种建筑钢筋上,用拉伸机拉伸钢筋。通过监测FBG反射峰的漂移测量钢筋的应变,细致考察了波长漂移量与应变大小的关系。实验结果表明,光栅反射波峰值移动和拉力大小之间有着良好的线性关系,对两种钢筋的线性度分别达到0．9956和0．9995。     

一种高灵敏度光纤Bragg光栅温度传感器

设计了一种基于光纤Bragg光栅(FBG)的高灵敏度温度传感器,分析了它的温度传感特性。该温度传感器的灵敏度为0．474nm／℃,是裸光栅的45．9倍;线性度为0．9988;通过调节有关参数可进一步提高或选择合适的灵敏度;通过改变参数可以调节该传感的传感区段,可用于常温下的温度测量。     

一种新颖的1/4波片制作方法

光纤1/4波片是光纤电流传感系统中的关键器件,为此提出并实现了一种1/4波片制作方法。该方法将两段长度近似相等的高双折射光纤(HBF)以轴间夹角90°进行熔接,然后拉伸其中一段光纤使得它们的相位差为π/2,从而制成1/4波片。调节时,将正交熔接的光纤接入到3dB耦合器构成高双折射光纤环镜(Hi-Bi FLP),实时检测环镜的透过率以确定相位差。推导了检测系统的透过率公式,详细分析了调节过程中透过率曲线的变化规律,并根据透过率及透过率曲线的斜率来确定相位差。搭建了调节系统,验证了该方法的可行性。该方法具有准确度高、调节方便等优点。     

长周期光纤光栅用于EDFA的增益平坦展宽

基于EDFA的能级结构和粒子转换理论,分析了EDFA的各种参数和性能,并通过实验得到EDFA达到最佳效果时,抽运能量不易过大的结论。从理论和实验上研究了长周期光纤光栅用于掺铒光纤放大器自发发射谱增益平坦展宽的特性、自增益谱的荧光峰和可用带宽。实验上利用抽运能量的改变,可以控制吸收波长的峰值位置,得到长周期光纤光栅用于EDFA自发发射谱增益平坦展宽的结果。     

基于植入式光纤传感网络的固体火箭发动机结构健康监测

为实现对固体火箭发动机结构健康状态的实时监测和评估,设计并研制了一种高强度飞秒光栅传感网络,重点研究了传感器与信号传输链路的涂覆和封装。开展了发动机界面脱粘模拟实验。设计可用于发动机应变、温度和载荷的模拟演示系统,建立了基于光纤传感器采集数据的发动机数字孪生模型,形成发动机实物与数字孪生体的精准映射。最后将光纤传感器阵列植入发动机,对发动机开展水压监测实验、高低温存储实验、长周期监测实验和点火实验。对监测结果进行无损检测验证,结果表明该传感网络能够准确测量出发动机的应变状态,为固体火箭发动机的结构健康管理提供有效的数据支撑。     

基于压电陶瓷光相位调制器的光纤微分干涉仪

基于压电陶瓷的逆压电效应,采用压电陶瓷作为光相位调制器设计了光纤微分干涉仪。理论分析和实验结果表明,干涉仪输出光强的幅度和频率与施加在压电陶瓷上的交变信号电压的幅度和频率有关,且在一定的条件范围内呈良好的线性关系。这种采用压电陶瓷作为光相位调制器的干涉仪具有线性范围广,灵敏度高等特点,可应用于对外界环境振动源的监测或用于检测压电陶瓷自身的动态特性。