波长编码型光纤传感器高精度解调技术研究进展

介绍了波长编码型光纤传感器高精度解调技术的最新研究进展,所涉及的解调技术能够实现对波长编码型光纤传感单元阵列的亚纳应变级分辨率的测量能力.首先回顾了光纤光栅应变传感技术,分析了高精度光纤应变传感器所选用的敏感元件;然后介绍了前馈式扫频激光线宽压缩技术和闭环轮询式探测技术,详述其理论原理、实现方案、性能指标;最后介绍了基于上述技术实现的高精度光纤应变传感系统实现地壳形变观测的应用实例,为各类高性能光纤传感器的研究与应用提供参考.     

实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇方法

分析了分簇无线传感网中的负载不均衡问题,提出了一种实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇算法. 根据网络模型计算出最优网络分簇数量,通过调整节点的通信半径来控制网络分簇的大小,以分布式周期性迭代的方法竞争选举簇头,形成合理的网络拓扑结构. 不同网络条件下的仿真实验证明,该算法能有效地均衡网络节点负载,从而降低节点能耗,延长网络生存时间,其性能优于典型的无线传感网分簇算法LEACH和HEED.     

偏振型光纤应变传感器的理论分析

本文推导了一种可用于灵巧结构与灵巧蒙皮的偏振调制型光纤应变传感器的理论模型，研究了横向应变载荷作用下双折射光纤中应变对光的传播，光的双折射与旋光的影响，分析表明，传感器的感应长度与光纤中主光轴的原方向都使光以及传感灵敏度有较大影响．     

不对称刻纹光纤传感阵列及其神经网络处理

描述了一种适用于机敏材料及其结构中应力、应变等状态探测与损伤估计的新颖的光纤传感阵列，采用的是周期性不对称刻纹多光纤组成的传感阵列，探讨了其信号的神经网络处理方法，给出了ＢＰ网的仿真结果。     

基于大规模光栅阵列光纤的分布式传感技术及应用综述

光纤布拉格光栅传感技术因其具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性而广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测.基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现,突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于机械强度和制备工艺复杂的限制,大大拓展了其在分布式传感领域的应用.本文系统地介绍了大规模光栅阵列光纤的制...     

空间积分光纤应变传感器用于智能结构的振动检测

研究了空间分布的光纤应变传感器及其在振动检测中的应用,其原理是由结构的各种振型的分析,选择对不同模态具有不同灵敏度的传感光纤分布方式,以偏振光纤制成的此类传感系统成功地使用在受到外部随机激励的电流变结构的检测和控制中。     

分布式光纤传感技术综述

分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传感信息.本文介绍了分布式光纤传感技术的国内外进展,重点阐述了基于瑞利后向散射和干涉式的分布式传感各自...     

布里渊光时域分析动态应变传感技术研究进展

布里渊光时域分析（Brillouin optical time domain analysis,BOTDA）可以实现长距离、分布式、高空间分辨率、高精度的应变传感,在大型基础设施健康监测、飞行器状态监测领域具有广阔的应用前景.然而传统的BOTDA需要扫频,传感速度较慢,难以实现动态应变的测量.针对这一问题,根据工作原理的不同分别综述了斜坡辅助BOTDA（slope-assistedBOTDA,SA-BOTDA）、快速BOTDA（fast BOTDA,F-BOTDA）、免扫频BOTDA（sweepfree BOTDA,SF-BOTDA）和基于啁啾泵浦/探测光的动态BOTDA近年来的进展情况,对比了各种技术的优缺点,并对布里渊光时域动态应变传感技术的发展前景进行了展望.     

光纤传感中的受激布里渊散射效应

受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering,SBS)作为光纤中重要的非线性效应,对光纤传感系统有重要影响.在远程干涉型传感系统中,SBS增加系统相位噪声,导致传感系统探测灵敏度降低,因此研究其抑制技术十分必要.此外,SBS也是一种重要的传感手段,可用来实现分布式温度或应变测量,因而基于SBS的分布式传感技术受到广泛关注.因为基于SBS的超窄线宽激光器具有独特的性能,所以在相干传感系统中的应用前景较好.该文阐述了SBS对干涉型传感系统的影响,分析对比几种SBS抑制技术,介绍了布里渊光时域分析计的主要指标及几种提高系统性能的技术,最后介绍了超窄线宽布里渊掺铒光纤激光器的研究现状.     

分布式光纤声波传感技术研究进展

分布式光纤声波传感技术可以实现动态应变的长距离、分布式、实时定量检测,在重要场所和重大基础设施的安防监测、大型结构的健康监测、油气资源勘探等领域有广阔的应用前景.该文在对分布式光纤声波传感技术的发展历程和研究进展进行回顾和评述的基础上,重点介绍其课题组在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤声波传感技术取得的研究进展,包括信号的高保真获取、参数指标提升和工程应用研究3个方面.     

光纤光栅技术在玻璃幕墙边缘检测应用

针对玻璃幕墙结构胶老化、失效以及高风压载荷导致的玻璃脱落等安全事故问题,提出了一种基于光纤光栅传感技术检测玻璃幕墙边缘动态应力变化的方法,构造了玻璃面板边缘应变与结构胶之间的多模态耦合模型,从而预测玻璃幕墙结构安全状况.通过对比分析多模态应变的仿真与实验结果数据可以得到:准分布光纤光栅能够给出结构胶的失效位置,提前对玻璃幕墙结构胶的健康状况进行安全性能评估与反馈.由此可及时更换处理失效玻璃,减少玻璃幕墙脱落事故,在减少经济损失的同时提升了玻璃幕墙的安全性,具有实际价值.     

光纤光栅三维拉力传感器设计

基于光纤光栅传感技术设计了一种用于监测变电站套管受力状态的光纤光栅三维拉力传感器.通过有限元仿真和实验测量结合的方式,实现了三维拉力传感器解调的设计和测试,在3个方向的灵敏度为0.01～0.02με·N^-1.对传感器进行加载测试,测试结果与加载结果基本一致,在600 N加载范围内平均误差为5.13%,光纤光栅三维拉力传感器能够实现对三维拉力的准确测量.     

基于TS-DFT高速光谱解调的FBG温度分布检测

基于时间拉伸-色散傅里叶变换（time-stretch dispersive Fourier transformation,TS-DFT）技术实现了光纤布拉格光栅反射谱高速解调。解调系统由锁模激光器、环行器、色散补偿光纤、参考光栅、传感光栅以及数据采集和处理模块组成。实验得到了传感光栅在不同温度场下的时域映射光谱,通过与光谱仪测量光谱对比,验证了系统高速光谱解调能力,解调速率为51.2 MHz。结合光谱反演算法得到了沿光栅轴向的温度分布,空间分辨率为200μm,实现了传感光栅高速、高空间分辨率温度传感。     

光纤光栅应变传感器表面粘贴工艺研究

研究了光纤光栅（FBG）应变传感器粘贴工艺,在等强度梁上粘贴FBG应变传感器,从胶的选择、光栅的预应力和胶粘层的厚度等方面,讨论了对传感器测量结果的影响,得到了光纤应变传感器的粘贴工艺．     

采用光纤光栅的光交叉连接节点中的同频串扰

从均匀光纤光栅滤波器的窗口函数出发,研究了基于光纤光栅解复用器的光交叉连接中由于光栅非理想滤波特性引起的同频串扰问题,推导了两类同频串扰(同源相干串扰和非同源串扰)同时影响下的系统功率代价表达式,并由此计算了光栅耦合系数、光栅长度及偏振匹配因子等对系统性能的影响.     

波导电光Bragg光栅透镜的设计与制作

本文探讨一种新型的波导透镜——波导电光Bragg光栅透镜.这种透镜制作工艺简单,易于同其他集成光学部件集成.我们得到的透镜具有焦距f=40mm,焦斑直径14μm.     

光纤光栅测头信号解调方法及实验研究

光纤布喇格光栅触发式测头是一种新型测头. 传感信号解调是光纤光栅作为敏感元件应用于测头的关键技术之一. 在光功率与波长漂移量函数关系的基础上,借助双频激光干涉仪、纳米级的微动平台对试制的测头进行FBG自解调实验. 结果表明,研制的测头分辨率达到100nm,验证了光纤布喇格光栅应用于触发式测头的可行性.     

一种新型长周期光纤光栅透射谱的数值计算

对采用高频CO2激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅的透射谱进行了理论分析.把这种新型长周期光纤光栅的折射率调制类型近似为三角波,以耦合模理论为基础,采用三层介质光纤模型,推导了耦合系数和耦合模方程.考虑光纤的材料色散,对透射谱进行了具体的数值计算,数值计算与已有的实验结果基本吻合,验证了提出的理论模型的正确性.