光纤电压传感器光路系统误差分析

研究了光纤电压传感器光路系统中光源、光纤、电光晶体和光电探测器对测量误差的影响结果表明,采用谱线宽度窄、温度漂移小的光源,可减小电光效应的相位延迟误差;采用单模光纤有利于提高信噪比;采用多次提拉的纯净BGO晶体,可抑制双折射的影响;采用暗电流小、线性度好的光电探测器,有利于减小传感器的漂移,改善传感器的线性度．     

无源光纤脉冲电压电场传感器的研究

研究了一种利用电光晶体的一次电光效应测量脉冲电压和电场的方法,给出了光纤电压电场传感器的基本结构和测量原理,计算和对比了ＢＧＯ和ＬＮ等几种不同晶体对测量灵敏度的影响,利用ＨＰ－８０１１Ａ型脉冲信号发生器做为信号源,进行了初步的设计和测试,实验结果表明：ＬＮ晶体具有较高的灵敏度,线性度以及较好的频率响应。     

无源光纤脉冲电压电场传感器的研究

研究了一种利用电光晶体的一次电光效应测量脉冲电压和电场的方法,给出了光纤电压电场传感器的基本结构和测量原理,计算和对比了BGO和LN等几种不同晶体对测量灵敏度的影响.利用HP-8011A型脉冲信号发生器做为信号源,进行了初步的设计和测试,实验结果表明LN晶体具有较高的灵敏度、线性度以及较好的频率响应.     

光纤液位仪发射-接收机设计

基于光弹效应，研制了ＩＭ８５－Ⅰ 型光纤液位仪。其传感器内采用光桥式补偿光路，可以克服各种外界因素对测量产生的不利影响。根据补偿结构的要求，其发射－接收机采用双光源交替发光，双探测器同时探测的工作方式。但光源光谱稳定性和光电探测器光电转换的线性对测量结果都会有影响．分析表明：选择发光二极管作光源，硅ＰＩＮ管作探测器．采用Ⅰ－Ｖ光电转换方式，可以满足没计要求。仪器的精度为０．２％．     

高速率电光调制器偏置电压自动控制技术

采用电光检测的方法和误差分析的方式判断和识别电光调制晶体半波电压的漂移。利用PID控制算法实现高速率电光调制系统偏置电压高精度自动调节。最后对将研究的偏置电压自动控制系统应用于电光调制晶体,进行高速率调制实验。实验结果表明:采用偏置电压自动控制技术,改变了给电光调制晶体加载一个固定偏置电压的传统方式,使电光调制器偏置电压始终位于线性区的中点,以保证不失真调制,克服了电光调制器的半波电压受环境温度等多种因素的影响变化而电光调制晶体的半波电压发生漂移的问题。     

电光效应对光纤波导效率的影响

采用数值计算方法,研究了包层为单轴各向异性电光晶体材料且其主轴沿光纤轴线的单包层光纤外加电场对光纤波导效率的影响.研究结果表明:外加电场对该种光纤中芯层和包层间的功率分布影响显著,在外加电场逐渐增大时,光能量逐渐集中到包层中,为设计新型电压传感器提供理论依据.     

测量电磁场的几种光子传感器机理及其应用

本文介绍了三种基于不同机理实现电磁场测量的光子传感器工作原理、制作及应用,它们分别是:基于D型光纤与电光聚合物板耦合的光电传感器;测量高强度电场的集成光电传感器;恶劣环境中的反转域铌酸锂全光学电场传感器。     

电光调制实验系统的设计

调制是光电系统中的一个重要环节，目前普遍采用的是电光调制、声光调制等调制方法。本文设计了一种基于锂酸铌电光晶体的电光调制实验系统。该电光调制实验系统主要是验证电光调制原理，并介绍了电光调制在激光通信方面的应用。通过此系统，可以了解晶体电光调制的原理和实验方法，学会在此系统中测量晶体的半波电压，电光系数和消光比等参量。     

KNSBN和SBN晶体的近红外电光特性

首次测得了ＫＮＳＢＮ和ＳＢＮ晶体在１．３２μｍ波长下的线性电光系数，研究了其有效线性电光系数γ＿ｃ随温度的变化，并演示了这类晶体以低功率驱动时的高频红外电光调制。     

低对称晶体线性电光系数的测量

采用干涉补偿法与椭圆仪法相结合的方法可以测量三斜晶体的全部线性电光系数。本文详细推导了线性电光系数与实验中被测量样品之间的关系,给出了样品加工取向、外加电扬方向、通光方向和入射光偏振方向等实验条件,建立了低对称电光晶体的全部线性电光系数测量方法。     

一种新的电光系数的测量方法研究

确定电光晶体的电光系数通常的方法是把电光晶体加工成规则的长方体进行测量.本文主要介绍如何对不规则形状立方氮化硼(cBN)晶体的电光系数的测量方法.cBN晶体是一种人工合成晶体,宏观点群对称性属于Td群,能够产生线性电光效应.但是合成的cBN晶体体积小,大约只有0.3mm×0.3mm×0.1mm,其硬度仅次于金刚石,不易将其加工成规则的长方体.根据cBN晶体的实际情况,进行理论推导,得到了适应于不规则形状的cBN晶体的线性电光系数的测量方法,并以此为指导,进行了实验测量,得到了cBN晶体的线性电光系数γ41=1.17×10-14m/V.     

LiNbO3晶体电光调制中半波电压测量方法研究

在基于一次电光效应的光学电压传感器中,电光晶体的半波电压是影响传感器输入输出特性的关键参数之一。通过对电光调制原理的深入分析,选用LiNbO_3晶体搭建半波电压测量平台,针对关键参数半波电压进行了测量。对试验所选用的LiNbO_3晶体的半波电压进行了理论计算,并与实际结果进行对比;分析影响LiNbO_3晶体半波电压的因素,并指出在实际工程应用中应考虑的问题。     

用于测量金属板厚的电光双稳光纤传感法

光纤传感法测量金属薄板厚度中,引入了电光双稳装置,以增强光强的稳定性、提高测量精度．实验表明,干涉法不宜采用多模光纤,而改用反射式强度调制型多模光纤传感器,亦可得到位移和光强的关系曲线以及满意的测量结果．     

两种非接触式过电压传感器的电光晶体温度补偿及其温度特性研究

在两种不同的基于pockels效应的非接触式过电压传感器中,环境温度是影响相位差的关键参数之一。通过对电光调制原理的分析,根据所得公式设计实验,针对非接触式过电压传感器中光电传感单元进行了相关晶体温度补偿方法的探索,并基于此对两种非接触式过电压传感器的温度特性进行了研究。对实验结果进行了理论计算和实际结果的对比,分析原因并指出在实际工程应用中应注意的问题。     

GaP和GaAs共面波导的直接电光调制特性

对Ⅲ-Ⅴ族电光晶体GaP和GaAs衬底上的共面波导（CPW）进行直接电光调制测量,得到GaP和GaAs的输入电压与电光调制输出的关系曲线,分析电光调制的输出特性．     

光纤摆式加速度计摆幅检测灵敏度的研究

在摆式光纤加速度计中,采用四象限探测器检测光纤摆的末端位移,其检测灵敏度是影响加速度计精度的重要因素。为了提高四象限探测器对光斑位移的灵敏度,先由光纤出射光强分布的特点,将光斑等效成两个平均分布光强光源的叠加。然后,结合探测器光电转换的规律,计算了在光纤摆动的情况下各象限光电二极管的输出电压。最后,对四象限探测器光电流信号的两种处理方案进行了比较计算,得到了四象限探测器检测灵敏度和光源及后续处理电路各种参数关系的计算公式。实验结果表明：当光纤摆与四象限探测器的距离为1mm时,检测灵敏度可达63mV/μm。全文详细分析了各种影响四象限探测器检测灵敏度的因素,通过合理的参数配置,可得到优化的灵敏度数值。     

立方氮化硼横向电光调制半波电压的测量

宽禁带半导体材料立方氮化硼(cBN)具有闪锌矿结构和43m点群对称性,因此cBN晶体也是电光晶体。用cBN晶体进行了横向电光调制,首次观察到cBN的电光效应,并且测得了样品的半波电压．     

新型光子晶体光纤传感器的基础研究

光子晶体光纤因其独特的光学特性、结构可灵活设计的优点以及对空气孔中填充的材料参量变化敏感的特点而成为近几年来传感领域的研究热点。该课题对填充金属纳米材料、气体、液体等材料的光子晶体光纤的光谱特性、温度传感特性及光子晶体光纤光栅的成栅机理进行了深入的研究,得到了一些很有价值的结论,为基于PCF的传感器的实现与应用及进一步拓宽光纤的原有领域奠定了良好的基础。(1)设计了一种有源PCF-SPR传感器,其特点是将有源内腔检测技术与表面等离子共振相结合,利用一根包层气孔充入金属纳米线溶液纤芯掺杂激活介质的光子晶体光纤实现探测激光产生、信息传感及光信号传输集一体的有源传感,并且由于纤芯的折射率可达到1.58,从而也拓宽了PCF-SPR传感器的探测范围。(2)针对在PCF气孔镀金属纳米膜的工艺较难的情况,实验上采用填充Ag纳米线悬浮液的方法实现了PCF-SPR温度传感,实验结果与仿真结果变化趋势一致,此方案可保持PCF用于表面等离子共振传感器的某些优点又简化了工艺操作。(3)设计了一种聚合物光子晶体光纤用于表面等离子共振传感器,这种光纤采用聚甲基丙烯酸甲酯制作,金属膜只需镀在光纤的外部,方便操作。仿真模拟结果表明,聚合物PCF半径、中心空气孔数量及空气孔的直径对波长灵敏度的影响很小,这样降低了对PCF制作的精密度的要求,有利于PCF的实际制作。(4)研究了一种基于混合液体填充的反射式光子晶体光纤温度传感探头,这种结构使得传感部分可以方便的伸入待测环境,相对于透射式传感装置而言,该种反射装置具有更为灵活实用的优点。实验结果表明,该种光子晶体光纤温度传感器可以在特定温度范围内呈现线性响应,其温度灵敏度约为1 d B/°C。此外,根据不同的溶液配比,该种传感器呈现可调谐的温度灵敏区间。(5)对由光子晶体光纤光栅组成的新型生物传感器特性进行了研究,重点对光纤结构参数(空气孔直径和孔间距)、光栅参数(光栅周期和周期个数)、塌缩程度和塌缩方式对谐振波长的影响进行了分析,研究结果表明,随着空气孔直径的增大、孔间距的减小、光栅周期的增大和塌缩程度的减小,其谐振波长向短波方向发生漂移,随着周期个数的增大,其谐振波长未发生明显漂移。     

基于霍尔效应的可调式直流电压传感器的研制

作者针对遥控、遥调,遥信和遥测的4遥监控系统中对直流电压高精度的隔离传送和检测的要求,应用基于霍尔效应的磁平衡原理和调比例电路,研制了传感精度高、线性度好、温度漂移小、传送比例连续可调的传感器,并与光耦(光电式传感器)进行了比较,结果表明:在温度变化的环境中,该传感器隔离传送直流电压的精度优于光电传感器28倍     

电光角度信息传递系统的性能研究

在简单介绍了角度方位信息传递系统的工作原理的基础上,主要研究了系统中的电光晶体、四分之一波片和检偏器等器件偏离理想位置时对系统性能的影响．独立地研究了各器件偏离理想位置不同角度时系统的测试结果,并定量地作出系统的探测曲线,由此分析得出:电光晶体和四分之一波片偏离理想位置的角度越大探测曲线斜率越小,即对降低系统灵敏度的影响越大;渥拉斯顿棱镜的初始位置直接决定着系统的探测灵敏度等结论．