用全光纤马赫-曾德尔干涉仪测量光敏光纤的光致双折射

提出了一种用全光纤马赫-曾德尔干涉仪测量光敏光纤的光致双折射率的新方法,所得的归一化双折射率可达10-5.     

基于波长间插复用的载波抑制双边带射频光纤传输系统

提出了一种基于波长间插复用的载波抑制双边带(ODSB-SC)射频光纤传输(ROF)系统,该系统采用马赫曾德尔调制器(MZM)实现了ODSB-CS调制信号,采用马赫曾德尔干涉仪(MZI)实现了两路RF信号的解复用,并采用光子模拟软件设计出了一个15GHz和25GHz的两路射频(RF)信号经过波长间插复用的ODSB-SC的ROF系统,讨论了MZI的延时时间对解复用出来的RF复用信号性能的影响.     

光纤激光干涉测速

为了测量运动物体的速度,基于多普勒效应构建了光纤速度干涉仪.系统由光源发射器与接收器、非对称马赫-曾德尔光纤干涉仪、光电接收系统、数据处理4个部分组成.光电接收探测器采集不同时刻运动物体的反射光波形成的干涉条纹,通过对数据进行分析和计算,获得运动物体的运动速度和加速度剖面.在霍普金森杆测量实验中,为获得具有良好对比度的干涉条纹,激光光源谱带宽应优于50kHz,功率稳定度为0.07dB,测速范围和测量精度由光纤干涉仪的延迟光纤长度决定.干涉仪的标定可通过测量延迟光纤长度为100m时的条纹常数来实现.测量结果表明,由干涉信号求得的膛口速度和由光触发脉冲求得的膛口速度之间的误差在1‰以内.     

一种改进的载波抑制调制光毫米波信号的产生方案

为了克服光纤无线(ROF)系统中色散对光载波抑制(OCS)调制光毫米波信号传输的影响,提出一种改进的OCS调制方案。使用双驱动马赫-曾德尔调制器(MZM),通过调整两路输入射频信号相位、基带信号增益和直流偏置电压将2.5Gbit/s数据信号仅调制到(OCS)信号的一个边带上传输。理论分析表明,与传统OCS调制光毫米波信号产生方案相比,本文方案解决了色度色散引起的码元走离问题,大大增加了传输距离。仿真实验结果表明,经过110km光纤传输后信号的眼图仍然十分清晰,在BER=10-10条件下,信号经过20、40和60km光纤传输后的功率代价分别为0.78、1.7和1.9dB。     

高速光纤传输系统的仿真模拟

模拟仿真了高速光纤传输通信系统,系统采用马赫-曾德尔外调制,通过改变通信系统的参数,观察信道传输质量。模拟结果显示：系统的误码率最小时,光源的光功率和调制器的消光比存在最佳值;激光器的线宽越窄越好;系统的误码率随信号源的发送速率的增大而上升。     

干涉型光纤温度传感器及其自动检测

本文介绍了一种利用马赫—曾德尔干涉原理,用两条单模保偏光纤构成的温度传感器,并设计了由一对光纤束和TP801单板机组成的干涉条纹光电自动检测系统。     

光矢量调制技术的单波长实现方法

首次提出了利用单个波长实现光矢量调制技术的方法.在提出的方案中,通过直接控制双驱动马赫曾德尔调制器(DD-MZM)的射频驱动电压初始相位来获得正交条件,并在接受机端用一个纠正电路对接收信号进行调整.这种调制方式由于仅采用一个波长,不仅提高了光载波的频谱利用率,而且使正交条件不受光纤长度的影响,从而增加了整个系统的灵活性.仿真结果论证了QPSK和16-QAM两种调制格式下速率分别为2Gbit/s和4Gbit/s的42GHz毫米波信号生成.     

不同DDF构成的MZI的光脉冲压缩特性比较

比较了3种不同色散递减类型光纤构成的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的先脉冲压缩特性．结果表明：考虑高阶效应时,各种色散渐减光纤构成的MZI的脉冲压缩比例较大,脉座能量也大,对数渐减光纤构成的MZI压缩脉冲质量最好;不考虑高阶效应时,也是对数渐减光纤构成的MZI的压缩脉冲质量最好．     

基于马赫-曾德尔调制器产生光毫米波的RoF 通信系统的特性研究

采用数值分析的方法模拟了马赫-曾德尔调制器产生的光毫米波在光纤中的传输性能.得到了单边带和双边带调制方式产生的光毫米波在光纤中传输后的眼图.结果表明,单边带调制方式产生的光毫米波在光纤中的传输性能明显优于双边带调制.     

用光纤光栅获得理想DWDM光源的设计方法

根据Hill等的理论，提出用含光纤Bragg光栅的萨尼亚克环，光纤马赫-曾德尔干涉仪和普通的半导体激光器组成理想DWDM光源的设计方案。整个组件仅用光纤熔接工艺即可完成，因此具有制作方法简单，成本低等特点。     

矿井下分布式光纤定位精度及感测距离研究

煤矿井下分布式光纤定位系统通常采用双Mach-Zehnder 干涉仪分布式光纤振动传感技术,针对该技术存在感测距离短、系统空间分辨率低等问题,采用两个分布反馈( DFB: Distributed Feedback) 激光束和密集波分复用( DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing) 的非对称双Mach-Zehnder 干涉仪的分布式光纤振动传感技术,通过奇异值分解( SVD: Singular Value Decomposition) 算法进行降噪处理,并提出基于SVD 的互相关时延算法。实验证明,该算法能有效提高定位精度和感测距离,当感测距离为61 km 时,定位误差为51． 2 m。当矿井灾难发生时,能对被困人员精准定位,保障了有效救援时间。     

分布式光纤传感中用于快速检测的软硬件设计

针对目前分布式光纤传感系统检测速度慢的缺点，利用可编程逻辑器件(FPGA)芯片为核心设计能快速检测的数据采集系统，将1次全量程检测时间从30 s甚至几分钟缩至10 s以内，使得分布式光纤传感接近实时. 分布式光纤传感技术是光纤传感中最有应用前景的技术之一，其最大的优点是能实现大范围超长距离检测.介绍布里渊和拉曼这两类分布式传感的传感原理以及其重复性、帧结构的传感数据特点. 根据该特点设计基于FPGA内部的多个先入先出（FIFO）的超长环形队列进行数据缓冲和求均算法操作，对信号进行降噪处理，并设计基于USB20协议的CY7C68013A数据传输模块将数据传输到上位机显示和存储. 结果表明，该设计解决了分布式光纤传感中因测量时间长，不能实时检测的问题，实现准实时检测，大大提高分布式光纤传感的性能，可应用于需要准实时监测和大量传感器的场合.     

基于光纤干涉原理的转机监测振动传感器设计

为解决风机、 电力系统等大型转机设备非正常运行导致危害等问题, 设计基于Mach-Zehnder干涉仪组成的光纤振动实时监测系统. 首先, 由两个3 dB耦合器构成干涉仪, 以增加传感器的灵敏度和稳定性; 其次, 利用由Mach-Zehnder干涉仪组成的光纤振动传感器对转机实时振动数据进行采集, 并由信号处理单元分析采集到的振动信息; 最后, 用额定转速为2 680 r/min、 额定功率为2.8 kW的小型转机进行实验, 分别对比转机在正常和故障情况下的振动信息. 结果表明, 该系统对转机的运行状态监测效果较好.     

一种SINS/GPS紧组合导航系统的改进自适应扩展卡尔曼滤波算法

针对自适应扩展卡尔曼滤波算法中系统噪声协方差矩阵与量测噪声协方差矩阵不能同时被估计的问题,提出了一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法.该算法基于残差,主要对滤波算法中的自适应估计器进行改进,改进后可以实时估计系统噪声.基于该算法,设计了新的滤波器并应用在SINS/GPS紧组合导航系统上,可随着系统中噪声的变化而自动地调节协方差矩阵.最后,分别用扩展卡尔曼滤波和改进的自适应扩展卡尔曼滤波对SINS/GPS紧组合模型进行仿真,结果表明改进的自适应的扩展卡尔曼滤波比扩展卡尔曼滤波的定位误差与测速误差更小,滤波的稳定性更好.      

基于相关光谱和差分检测的气体传感系统

基于相关光谱和差分检测技术提出了一种新型的光纤气体传感系统,实现了对微量气体的高灵敏度、高准确度、实时在线检测.首先对该系统进行了详尽的理论分析,然后在合理选择实验器件的基础上搭建了一个光纤气体传感系统,测量乙炔气体的体积分数.该系统不仅消除了光强波动及待测气体中杂质气体的干扰,而且也避免了周围环境中噪声和杂散光的影响.实验结果表明,系统的分辨力可达0.5‰,测量灵敏度为6.62μV,最大绝对误差为0.15‰,相对误差为7.5%,稳定性为2.27%,重复性误差为0.817%.     

基于Android的室内定位系统的研究与实现

为满足定位市场的服务需求,改进传统的定位技术在室内使用存在着定位精确度低、耗电量大等缺点,作者对基于WiFi位置特征匹配的室内定位技术进行了深入研究,分析了各种因素对WiFi信号的影响以及一些常用定位算法的对比,通过在特征库建立阶段采用高斯过滤法剔除误差较大的信号强度值,提高了数据库中采集值的数据精度.在定位阶段采用改进的K加权近邻法,将改进后的算法作为在线匹配算法,有效地避免定位过程中偶然的信号波动给定位带来误差,设计与实现了一个基于Android系统的WiFi室内定位系统.     

基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的波长解调技术研究

对基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤光栅Bragg波长解调原理进行了分析,模拟仿真了干涉仪的输出谱,并讨论了其输出电路的运算形式.实验研究了基于Mach-Zehnder干涉仪的温度传感系统的波长解调方案,该系统达到0.7 pm的波长检测精度.     

带式漏水传感技术及定位方法的研究

提出了一种基于双光纤宏弯耦合效应的新型带式漏水传感装置的整体设计方案。传感探头采用未经任何处理的双光纤扭绞螺旋结构,利用光纤宏弯时引起光纤内传播的光束泄露到双光纤扭绞结构中,并受环境折射率的调制,从而实现漏水传感。设计电路进行微弱信号提取,最后利用锁相放大技术改善信号质量,根据最后输出电压值的变化判定有无漏水及漏水量的多少。采用寻址定位法实现长达12.8 m的检测范围内50 mm的检测精度。搭建漏水检测实验平台,经实验证实,电压—漏水量关系接近线性,50 mm测量范围内最大线性误差为2.06 mm。     

矿井非视距环境下UWB人员定位算法

为建立实时、高精度定位系统,减少弯曲巷道对矿井人员定位产生的NLOS误差,基于超宽带UWB技术和井下复合衰落信道模型,提出一种矿井NLOS环境下的改进算法。利用面积形心算法,将未知节点的空间位置约束在一个较小的区域内,然后利用Taylor和Chan氏算法进行定位,从而提高UWB井下人员定位系统的精度。仿真结果表明：该算法在井下NLOS环境下具有较高的定位精度,综合性能优于Chan氏算法和Taylor算法。     

光纤Bragg光栅锚杆应力应变监测系统

锚杆是矿山巷道的主要支护形式之一，现有锚杆支护质量检测方法无法进行远程监控、不能实现全过程监测，本文提出了采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚杆支护质量监测的新方法。介绍了光纤Bragg光栅监测系统的工作原理及其构成，实验系统由3个Bragg光栅组成阵列，将其粘贴在长度0．6m的金属锚杆杆体表面，进行锚杆受力的检测以及与电测技术的实验室对比试验。结果表明，光纤Bragg光栅传感器具有高的测量精度，结构简单，可以实现在线实时监测。