一种光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统

为解决激光频率扫描干涉(FSI)测距系统随着目标距离增大测量精度下降的问题,提出了一种利用光纤组量程扩增技术实现大尺寸绝对测距的精度补偿方法。采用参考光路光程可变递增的方法,建立了光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统,通过FSI原理实现了量程扩增部分光程差的自标定。对应不同测量目标,通过粗测和精确测量,实现了系统原点自标定、光纤通道切换和目标值的精确测量。实验结果表明,在测量距离大于3 000mm后,光纤组量程扩增测距系统具有更高的绝对距离测量重复精度,在6 700mm目标位置的绝对距离重复精度比FSI测距系统的重复精度提高了2.4μm,并且在大尺寸测量方面更具有一定的优势。     

温度型光纤白光干涉传感器的研究

根据光纤白光干涉传感器的测量原理,提出了一种采用半导体热电制冷器件的温度控制电路系统并利用它进行温度测试实验.实验结果表明：这种温度控制系统在温度测量的应用中线性非常好,而且升温过程和降温过程中每一个相同的测量点基本重合,具有很好的重复性和可用性,可对温度进行准确测量.     

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.     

对光纤Mach-Zehnder干涉仪的干涉场研究

研究了光纤Mach-Zehnder干涉仪的干涉场的特性,并对影响干涉效果的因素进行了分析,得到了干涉条纹的分布及获得高对比度干涉条纹的方法.     

双光纤干涉温度传感器的研究

目的研制一种具有高分辨率、高灵敏度、抗电磁干扰的全光纤温度传感器。方法应用双光纤干涉和温度对相位的调制原理并借助CCD图像传感器、计算机系统。结果建立了基于光纤传感温度的测量系统。结论双光纤温度测量系统具有稳定、可靠、分辨率高和抗电磁干扰等优点,可实现-20℃至80℃的温度测量。     

含参考臂的半导体激光自混合干涉测距系统研究

基于半导体激光自混合干涉效应,提出了一种新的含参考臂的测距系统,并建立了系统的理论模型,经理论分析表明,这种含参考臂的测距系统可以有效地消除频率波动带来的测量误差,从而提高系统测量精度,     

干涉型光纤传感器解调技术的研究

首先介绍了相位载波调制的工作原理,然后从理论上分析了影响解调信号稳定性的主要因素,在此基础上提出了改进的方法,建立了一套较为完善的光纤传感系统.经过大量的实验论证,对比分析,减小了误差,获得了较高的检测灵敏度.     

超低频绝对振动的光纤传感技术研究

针对目前用于绝对低频振动测量的传感器在测量超低频(1 Hz以下)的绝对振动时,其输出信号完全被“淹没”的缺点,提出了一种基于光纤的超低频绝对振动速度传感器技术方案.从传感器的力学模型出发,导出了传感器谐振结构的动态模型,对传输光纤出射光光强分布的线性度进行了分析,得出了输出信号与振动输入信号的关系.实验结果表明,此传感器与惯性磁电式速度传感器相比,在低频段具有更高的灵敏度.     

光纤激光器自混合干涉微位移测量研究

研究了光纤激光器自混合干涉效应测量微位移的方法.为提高自混合干涉的微位移传感测量精度,将正弦相位调制方法引入光纤激光器自混合干涉测量.光纤激光器外腔中使用相位调制器调制自混合干涉信号.采用四象限积分技术解调外腔相位得到位移测量结果,与高精度微位移平台位移参数对比,验证传感测量方法的可行性.位移测量精度远优于半个波长.此方法对全光纤高精度位移传感应用有重要意义.     

基于迈克尔逊干涉原理的光纤传感器研究

在总结Michelson干涉仪原理的基础上,以3种不同的Michelson干涉仪为例,说明了光纤Michelson干涉仪的特点和应用,并展望了其应用前景.     

光纤干涉器中的微波频率响应

根据非相干光传输理论,对光强调制信号在光纤干涉器中的传输过程进行较系统理论分析和计算机仿真,得到了微波信号在光纤Mach-Zenhder光纤滤波器、单耦合器光纤谐振环和双耦合器光纤谐振环中的传递函数,采用数字滤波器的理论方法,给出了相应器件取得零点、极点所需要的条件,并据此详细分析了光纤干涉器中的微波频谱特性,为不同类型微波光子滤波器的设计提供了结构和理论基础.     

超小型光纤导光干涉仪的研制

介绍了一种超小型光纤导光干涉仪，它利用光纤和自聚焦透镜的耦合来形成平行光路，利用半反和全反光学膜片分光。该干涉仪小巧，且灵敏度高，可用于透明气体和液体的折射率测量。     

光纤Bragg光栅及其光学特性测量

光纤Bragg光栅的研究和应用已成为当前光通信国际热点技术课题.扼要介绍了光纤Bragg光栅的工作原理和主要光学特性,着重描述用实验室常用仪器测量其主要光学特性的方法.     

检测微表面形貌的Mirau相移干涉轮廓仪

基于Mirau双光束干涉,研制了检测微表面形貌的Mirau相移干涉轮廓仪.柯拉照明提供被测面均匀的照明,干涉成像系统是长工作距无限筒长干涉显微镜结构,由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成.物镜由光焦度较大的正光组和光焦度较小的负光组组成.轮廓仪的放大率为-10,数值孔径为0.3,工作距5mm,视场0.64×0.48mm2,中心遮拦0.129.相移器为电容式闭环控制的压电陶瓷传感器.通过6幅光纤连接器端面的干涉图,经6步相移法得到其表面形貌.实验结果表明,Mirau干涉轮廓仪的横向分辨率为0.875μm,垂直方向的测量范围为5.3μm,重复测量精度为1.7nm.     

迈克尔逊干涉仪的非定域干涉条纹演变的研究

用解析几何的方法分析了迈克尔逊干涉仪产生二次曲线的非定域条纹的原因，并讨论了二次曲线形状的演变规律及二次曲线形状与仪器调整状态的关系。     

光纤测量表面粗糙度的试验研究

本文论述了采用多模光纤束非接触测量表面粗糙度的方法;介绍了光纤测试系统主要参数的选取;提出了提高系统分辨率和稳定性的措施;最后给出了研磨制件表面粗糙度的实测结果。     

光导纤维多色辐射测温原理探讨

多色测温仪是近年来国内外进行了较多研究的课题之一,它对于削弱表面辐射系数对测温精度的影响有较好的效果。 本文设计了一种多色辐射测温仪。运用经典的普朗克公式,由表面黑度系数的幂级数形式,从理论上推导了多色辐射测温公式。并讨论了这个公式对于克服黑度系数影响的作用以及它的测温误差。 多色测温仪设计中采用光导纤维光学系统,实现了被测辐射信号的传输及对四个光电元件的分叉耦合。利用单板计算机进行回色信号处理。仪表经黑体炉标定,并针对不同金属耙面,研究了四色温度与比色温度的误差。 仪表经计量部门标定及实验室试验,认为多色测温技术是消弱表面黑度系数对测温精度影响的有效方法之一。     

双波长光纤温度传感器的研究

提出了一种满足电力系统高压电器设备在线温度检测需要的双波长光纤温度测量系统。系统以半导体材料的光谱吸收特性作为测温原理，采用光纤和无源器件感受和传递温度信号，具有良好的绝缘性和抗电磁干扰的能力。论述了运用改进双波长补偿方法来全面克服系统中存在的光路扰动、解决光纤温度传感器工作不稳定问题、提高系统的测量精度和稳定性的原理。给出了双波长光纤温度测量系统的实验结果，证明了理论研究的正确性。     

变压器油中氢气浓度检测

推导了变压器油中溶解气体的分离数学模型，建立了一种用光纤Ｍ－Ｚ干涉仪对低浓度氢气进行检测的实验系统．通过对气室引入声波调制手段，消除了环境因素对干涉仪的干扰，大大地提高了氢气检测的灵敏度