简介：光纤传感器以光波为载体、光纤为媒介实现对被测信息的感知和传输,具有抗电磁干扰、信号传输距离远、现场无需供电等优点,在国防和民用诸多领域得到了广泛应用。提出了一种新型光纤传感技术——双频干涉型光纤传感技术,该技术结合了干涉型光纤传感器与波长调制型光纤传感器的优点,不仅分辨率高,而且易于解调和复用。围绕超短腔双频光纤激光器制作、对外界敏感特性、换能机制、传感器复用技术等方面展开研究,并特别介绍了双频干涉型光纤声波/超声波传感器及其在生物光声成像等方面的应用。

简介：氧化石墨烯是一种新型二维纳米碳材料，比表面积较大，亲水性突出，折射率随湿度变化显著，可用于高灵敏度的光纤湿度传感.我们提出并实验验证了一种基于氧化石墨烯的干涉型光纤湿度传感器，在保偏光纤与普通单模光纤的两个熔接点处分别采用花生形光纤结构与错位熔接，构建在线型光纤Mach-Zehnder干涉仪，并通过沉积将氧化石墨烯均匀地镀在保偏光纤表面.当环境湿度变化时，氧化石墨烯薄膜吸附或释出水分子，其折射率发生变化，改变包层模的有效折射率，进而导致干涉条纹的强度变化.实验结果表明，在35%～65%RH的测量范围内该传感器具有灵敏度高达0.165dB/%RH的线性响应，因此具有灵敏度高，结构简单的优点.

简介：利用Hermite—Gauss函数、模式干涉理论以及电场矢量线性叠加方法，分析了高阶模经光纤Mach—Zehnder干涉仪后的输出光场的空间干涉现象，得出了两个高阶模之间干涉光场的公式，计算出了双模光纤中各模式之间空间干涉的光场。数值仿真结果表明二阶模之间的干涉光场是两个相同的圆形光斑，而基模和二阶模之间的干涉光场是两个不等大的圆形光斑。

简介：针对光纤陀螺信号处理要求实时性高、算法较为复杂的特点,提出了一种以Xilinx公司的现场可编程门阵列XC6SLX16为基础的闭环光纤陀螺信号处理方案。根据光纤陀螺高精度和匹配性要求,对闭环信号处理系统关键的模数转换器和数模转换器的选择进行了理论分析,并对系统的硬件和软件进行了设计。对试验样机的测试结果表明,该系统能准确快速地实现光纤陀螺信号检测,体积小、功耗低、可靠性高,对光纤陀螺的工程化具有实际的参考意义。

简介：阐述了一种由2×2耦合器和3×3耦合器构成的光纤Mach—Zehnder干涉仪（MZI），推导了干涉仪三个输出端光功率的表达式。由于光纤本身的特性，光纤构成的MZI容易受到外界环境的影响，针对这一问题，采用了一种平衡检测相位补偿方法。该方法是通过两个PIN分别对3×3耦合器两路光信号进行接收，并对两路光信号进行差动放大。实验表明该方法可以很好地消除外界环境对MZI干涉效果的影响。

简介：针对激光超声中固体表面波的传播特性。研究了一套斐索光纤干涉仪系统并实现了对YAG激发的铝材料表面波的检测。该光纤干涉仪基于共光路干涉原理，消除了其他表面波检测手段的诸多弊端，具有环境要求低、结构简单、易于调节、频响高且为非接触式测量等优点，实验表明该干涉仪适合于激光超声检测。

简介：光纤陀螺作为光电跟踪伺服系统速度稳定回路的反馈测量元件，它的输出噪声直接影响伺服系统低速跟踪情况下的控制精度。抑制陀螺的输出噪声是改善伺服系统低速特性的有效手段之一。采用了一种简化的卡尔曼α-β滤波算法，使伺服系统的低速精度指标由原来采用移动平均滤波的0．0052°／s提高到0．0026°／s。实验证明，该算法可以有效地改善伺服系统的跟踪特性。

简介：根据光外差检测原理，分析得到干涉测量适用于信号光强小于参考光强的探测，直接测量适用于信号光强大于参考光强的探测的结论。利用自制的全光纤马赫-曾德尔干涉仪系统，对位移信号进行了测量。实验结果表明：当位移信号较小时，干涉测量的灵敏度分别为62．068μW／mm和9．90mV／mm，而非干涉测量的灵敏度分别为4．30μW／mm和0．35mV／mm；当位移信号较大时，干涉测量的灵敏度分别为2．643mV／mm和0．055mV／mm，非干涉测量的灵敏度分别为12．326mV／mm和4．194mV／mm，测量结果与分析得到的结论一致。对于光纤干涉仪强度调制检测的应用具有参考价值。

简介：用光纤激光器和阵列波导光栅搭建多通道自混合干涉系统,用光谱分析仪监测环路中的光谱特性。研究了多通道自混合干涉时的环路中光谱的特性以及温度对自混合干涉效应的影响。实验结果显示：环路中无光反馈时,其光谱是多个峰值,各峰值与阵列波导光栅通道特性对应,其包络与掺铒光纤激光器的自由增益谱吻合;有光反馈时,该通道光强减弱,多个通道同时引入光反馈时,光路中能量泄露到其他增益较高的通道,形成尖锋;当靶面距离光纤端面较近时,形成强反馈,该通道中会产生自激现象;当环境温度较高时,与AWG对应的各通道都能形成明显的波峰和波谷,温度较低时,波长较短部分波形较平坦,不适合作为传感通道。结果表明,多通道自混合干涉系统用于传感网络是可行的。

简介：提出了利用捷联式光纤陀螺进行水下管道三维形变的测量方法,对这一方法的测量原理进行了详细阐述,并利用坐标转换、姿态矩阵求解、形变的计算等方法给出了详细的数学模型及算法.另外,针对惯性传感器和测量系统给出了减小误差的措施,以提高测量精度.

简介：基于光纤陀螺寻北仪误差模型和光纤陀螺的误差特性,从理论上对光纤陀螺寻北仪寻北误差进行了分析,提出寻北仪主要包括系统误差和器件误差两个方面的误差源,并分别对不同误差源引起的寻北误差进行推导,得到光纤陀螺寻北仪寻北精度主要受陀螺零偏漂移、安装误差和转台测角精度决定的结论。对光纤陀螺寻北仪各误差源引起的寻北误差进行仿真实验,在考虑系统误差的条件下,0.01°/h精度的光纤陀螺寻北误差最大可达0.045°,实验结果证明了理论分析的正确性。

简介：光纤陀螺小型化是光纤陀螺发展的一个重要方向，提出了一种基于时分复用技术的三轴光纤陀螺光路结构，通过复用一个光源和一个探测器大大减少了器件数量，有效地降低了成本，减小了体积。针对三轴光纤陀螺单信道多信号传感理论进行分析，给出了一种有效的信号提取方案，最后对光路串扰噪声进行了研究，提出一种噪声抑制技术并进行了实验验证。测试结果表明，噪声抑制技术效果良好，陀螺精度满足工程应用要求。

简介：温度漂移对水听器系统输出的影响是其实用化进程中的关键技术障碍。这主要表现在温度变化引起水听器探头背衬材料的胀缩和光纤折射率的变化。首先从弹性力学轴对称问题的准静态理论出发分析了背衬材料的应力特性，并用光弹理论及热应力理论分析了温度改变对光纤相位常数的影响，得出了温度影响干涉式光纤水听器光学相位输出的数学表达式。给出了温度变化对水听器光学相位输出影响的实验测量结果，得出了光学相位随温度变化的线性关系图，与理论计算结果吻合。

简介：根据光弹性理论，列出熊猫型保偏光纤内的应力方程。由于保偏光纤具有轴对称性，故可以在分析过程中略去应力的轴向分量。利用傅里叶级数展开法分析了仅存在固有热应力时熊猫型保偏光纤内的应力分布，并进一步分析了外力作用下熊猫型保偏光纤的应力分布及应力双折射随应力分布所发生的变化。利用MATLAB进行了数值模拟，给出应力双折射量B随外力的变化曲线，并讨论了随应力区参数的增大，双折射量B先减小后增大的性质。

简介：基于激光自混合干涉技术的特点，设计了一种新型半导体激光自混合干涉测振仪系统。系统将频率调制引入自混合干涉中，实现对振动物体的非接触式测量。介绍了激光自混合干涉测振仪的原理、仪器系统的光路系统设计、信号的调制模块设计、解调模块设计以及DSP系统的采集处理模块设计。该仪器体积小、成本低、易于准直、可以非接触式测量，能够测量振动频率在50kHz内的物体，其中包括非周期性振动。可以测量出振动物体的振动频率、振幅以及还原振动波形，振动幅度测量精度可以达到0．325μm，频率精度为1Hz。

简介：为了解决不同厚度下平行平晶的多表面干涉效应对光学元件面形检测的影响,提出了基于波长移相调谐原理的多表面干涉面形检测方法。根据波长移相调谐原理,推算出不同厚度下被测元件与测试腔长的比例关系,通过对多表面干涉图进行离散傅里叶变换,进而提取出平行平晶前后表面面形的相位信息。实验结果表明：与ZYGO公司GPI干涉仪测量结果对比,厚度分别为10mm和40mm的两块平行平晶,测试结果偏差很小,验证了算法的有效性。

简介：随着光纤传输系统中传输速率逐渐提高,必须要考虑光纤传输系统中的偏振模色散.光纤传输模型用非线性薛定谔方程描述,利用分步傅立叶方法可计算光脉冲在光纤中的传输.分析了考虑偏振模色散时,不同光纤节长度和步长的选取对仿真结果的影响.

简介：分析了全光纤电流互感器(AFOCT)光纤元件的双折射来源和影响,针对其应力加载特征,提出一种适用于系统的光纤双折射参数测量方法。测量基于研究双折射对偏振态的调制情况,在邦加球上分析传输光偏振态随不同光程的演化轨迹,可获得待测光纤椭圆双折射参数,相对误差在2.85%以内。验证实验说明基于测量结果的变比估计相对偏差1.08%。该方法准确度优于传统方法,装置结构简单易于实现。由传感光纤双折射测量结果可推导AFOCT系统的变比,也可作为温度、振动补偿实验的依据。本方法可作为设计制作AFOCT系统过程中的一个有力的参考。

简介：利用小波多分辨率分析的特点和分形噪声在小波变换域的特性,采用小波变换域参数估计方法获得噪声参数,然后采用小波阈值滤波方法去除噪声,并比较了三种小波基不同的滤波效果.通过仿真试验,陀螺的零漂值从0.3755°/h减小到了0.1026°/h.

简介：在基于超短激光脉冲频域干涉技术的超快激光与物质相互作用的测量实验中，束一束间的延迟时间对瞬态特性的测量至关重要。利用两束脉冲频谱干涉条纹宽度与脉冲相对延迟时间成反比关系这一特性，阐述了通过对脉冲频谱干涉图进行傅里叶变换，在干涉条纹傅里叶变换面（时间域）上测量脉冲延迟时间的基本原理，并给出了测量误差分析，数值模拟结果显示通过傅里叶变换的方式，在频谱干涉图的时间域上可以有效地提取出两束脉冲间的相对延迟时间。