基于白光干涉原理的光纤传感技术—Ⅵ.白光干涉光纤传感器的多路复用技术

白光干涉光纤多路复用技术在传感测量领域是一项非常有吸引力的技术。它可以避免长相干长度的信号对传感系统带来的各种限制和问题。白光干涉光纤多路复用技术的一个主要优点是不需要采用相对复杂的时分或频分复用技术,就能将多个传感器的信号相干复用在一路光信号中。提出并验证了多种复用方案,采用独立的解调干涉仪,使其光程差与遥感干涉仪的光程差相匹配。这里,传感干涉仪是完全无源的,且解复用干涉信号对连接端面处的任何相位或长度的变化都不敏感。在实际应用中,干涉系统采用的是商用光缆和光学低相干反射计,可以测量传感阵列中每段传感光纤的绝对长度。这些传感方案对于温度或应变的遥测非常有用,且可实现对智能皮肤结构的形变传感测量。如果将光纤传感器阵列安装在桥梁、建筑框架、大坝和隧道中构成智能结构,可实现对这些智能结构材料所受应变的终身监测。     

基于白光干涉原理的光纤传感技术—Ⅶ.基于环形拓扑的白光干涉光纤传感器网络

设计并演示了一种适用于智能结构的多路复用光纤形变传感器环形拓扑网络。此环形网络传感器系统以白光干涉技术为基础。研制了迈克耳逊型和马赫-泽德型光程解调仪。环形网络从两个方向进行解调,提高了多路复用容量。通信工业中常用的LED、SLD或ASE光源和标准单模光纤的采用,为该技术的实现提供了切实可行的方法。传感器的环形拓扑结构完全是无源的且通过每段传感光纤可进行绝对长度测量,从而使该技术可用于应变和温度的准分布测量。对于大尺度智能结构,这项技术不仅扩展了多路复用潜能,且提供了一定的冗余度,从而提高了系统的可靠性。值得指出的是,即使在光纤某处断开,该传感系统仍可正常工作。     

基于白光干涉原理的光纤传感技术——V.光纤传感器和基体材料的相互作用

建立并测试了一个简单的模型,利用该模型可将光纤传感器测得的数值来解释结构的实际应变。光纤传感器测得的应变并不能完全表征试件或结构的应变,因此由理论分析所得的结果非常重要。所采用的光纤及其保护涂敷层的机械特性可改变传感器的应变传递能力。很多前提假设可通过系统的表达式对数学的严格性进行简化,光纤的应变传递特性取决于与承受应变的材料相接触的玻璃纤芯、保护涂敷层和光纤传感长度。数学公式导出了同样数量级的应变。有效长度长的传感器中的界面切应变效应弱于有效长度较短的传感器,理论结果可通过包括白光干涉仪在内的一系列实验进行验证。由此研究得到的最重要的结果就是提出了描述α(L,k)的理论表达式,α(L,k)为可用光纤感知到的应变(珋εg)确定实际引入到材料中的应变(εm)的比例系数。这一关系使得在将光纤传感器应用到结构传感应用之前不必对应变数据进行标定和回归分析,通过反复实验,验证了理论分析的有效性。由此可知,对于带有涂敷层的光纤,可在应变仪与光纤传感器测得数值之间得到一一对应的关系。对于裸纤可得α=1.0,这种情况下无需利用本研究所得的结果。然而,裸纤非常脆弱因此很难应用到实际测量中。     

Mach-Zehnder光纤干涉声音传感器研究

文章设计了一种基于光纤Mach-Zehnder干涉仪的声音传感器,研究了光源与光纤耦合器的基本原理和实验方法,探究了光纤偏振控制器的原理及使用方法,并利用压电陶瓷(PZT)进行光纤相位调制和解调。使用Mach-Zehnder光纤干涉声音传感器对敲击、室内走动的声响进行了测试,取得了理想的结果。     

基于白光干涉原理的光纤传感技术——Ⅷ.传感器解调系统的重构与简化

主要针对光纤白光干涉解调系统在光学结构方面,进行了一系列改进和简化,目的是进一步提高系统的稳定性并降低系统的造价。对于几种主要的光纤干涉仪,借助于相关的光学器件及其特性,重新构造了光学系统,为实际的工程应用提供了各种可能的解决方案。     

迈克尔逊干涉测薄膜厚度

利用迈克尔逊干涉原理测量薄膜厚度的方法,以测量PE保鲜膜和透明塑料膜为例,采用白光干涉产生的彩色条纹来精确测量薄膜的厚度,通过采集干涉产生的实验数据,计算出薄膜的厚度,这是一种实用有效的方法.此方法的测量范围为1μm～1cm,测量精度为0.1μmn.     

光纤传感器应用研究

光导纤维创造了光电子学的新领域。光纤传感器发展非常迅速,具有损耗低、重量轻、抗电磁干扰强以及节约能源等特点,目前已有光纤压力传感器、光纤磁场传感器、光纤温度传感器、光纤应变传感器、光纤电场传感器等,并已广泛用于非电量的测试中。     

基于MATLAB方法的非单色光迈克尔逊干涉研究

从光的干涉理论出发,分析了光源的非单色性对迈克尔逊等倾干涉条纹可见度的影响,并利用Matlab对等倾干涉条纹可见度进行了数值模拟和实验模拟,用直观的可视化图像将抽象的时间相干性理论形象化,同时对迈克尔逊干涉仪的理论教学和实践应用都有一定的指导意义.     

利用传感器研究声波的干涉规律

中学教材对于波的干涉规律主要是通过"水波"和"光波"来研究的。人民教育出版社2010年4月第3版普通高中课程标准实验教科书在利用水波进行干涉教学时是这样描述的:水槽中,波源是固定在同     

迈克尔逊干涉仪中的非定域干涉

依据干涉的基本原理,对迈克尔逊干涉仪中点光源产生的非定域干涉条纹进行了理论分析,计算机模拟和实验的验证.     

迈克尔逊干涉仪中的非定域干涉

依据干涉的基本原理,对迈克尔逊干涉仪中点光源产生的非定域干涉条纹进行了理论分析,计算机模拟和实验的验证.     

基于干涉理论的光纤马赫泽德尔干涉仪分析研究

全光纤的Mach-Zehnder干涉仪是一种重要的干涉器件,因其具有干涉现象、体积小、重量轻、结构紧凑、灵敏度高等特点,可用于光纤通讯和光纤传感领域。本文利用干涉分析方法,通过计算机数值模拟,研究了Mach-Zehnder干涉仪的传输特性．得出了输出端的谱线与两个耦合器的分光比变化的关系。     

基于典型光纤振动传感器的研究

通过对典型光纤振动传感器的研究,给出了这几种振动传感器的传感头结构,分析了它们的工作原理,导出了传感头等效力学模型的动力学特性,还给出了常用的适合于光纤振动传感器的几种信号解调方法,为基于光纤振动传感器的研究与设计提供了依据．     

迈克尔逊干涉实验及其效果

在学生实验中,设计了一些相关的可定性观察的内容,开拓了学生的思维,提高了兴趣,效果较好.     

基于掺铒光纤激光器和锥形光纤传感器的研究

探究并讨论了与腔内光纤激光传感器相关的概念,概述了光纤激光器,特别是掺杂光纤激光器相关的工作原理和研究进展。阐述了光纤中激光产生的基本理论和机理,并重点介绍了锥形光纤中这种现象在传感方面的应用。通过回顾前人在内腔式光纤传感器方面的工作,发现了最新技术中存在制造过程费力和结构复杂等缺点。     

迈克尔逊干涉实验中一个现象的分析

笔者在用激光光源做迈克尔逊干涉实验时，除了得到教材中应有的干涉图样外，还发现了一个在其对面的、在实验测量时不动的图形。本文对这一现象进行了分析和探讨。     

迈克尔逊干涉实验的物理思想

从经典性、衍生性、启发性物理思想的三个方面,对迈克尔逊干涉实验进行了有益的探讨,从一个全新的角度挖掘大学物理实验在学生综合素质培养方面所起的作用,以期提高实验教学的质量。     

光纤气体传感器及其应用研究

本文介绍了各类光纤气体传感器的基本原理及发展概况,并综述了基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器的研究进展．     

迈克尔逊等倾干涉图样的数学推导及分析

用数学方法对迈克尔逊等倾干涉图样进行了分析,获得了干涉条纹的条纹半径和条纹宽度随干涉图样级次的变化规律以及条纹宽度随两平面镜之间距离的变化关系.     

迈克尔逊干涉在现代光学中的应用

本文讨论了迈克尔逊干涉仪在现代光学中的几种用途,着重分析了它在激光光谱学中应用的新进展。