1 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230601
2 安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室, 安徽 合肥 230601
3 安徽至博光电技术有限公司, 安徽 合肥 230088
4 安徽工程大学数理学院, 安徽 芜湖 241000
5 淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室, 安徽 淮南 232001
6 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024
声传感器和光声池是激光光声光谱技术的核心组件。结合光纤迈克耳孙干涉仪、相位载波解调技术和纵向共振光声池,提出一种共光声池腔的芯轴型空气衬底光纤麦克风。光纤麦克风中的铜毛细管被用作光声池的共振腔,传感臂由10 m长的超细光纤缠绕在铜毛细管上构成,参考臂为5 cm长的短臂且已进行隔声隔振处理。基于结构共振频率稳定的特点,优化光纤麦克风的共振频率,使其略低于光声池的一阶纵向共振频率,以实现准双共振。实验结果表明,麦克风在共振频率为1443 Hz处的最小可检测声压为0.69 μPa/Hz 1/2。在1 kHz处,声压电压响应线性度为99.98%(5 mPa~3 Pa),动态范围为112.52 dB。该光纤麦克风适用于高温、易爆和高电磁干扰等特殊环境下痕量气体的高精度检测。
光纤光学 麦克风 光声光谱 纵向共振光声池 光纤迈克耳孙干涉仪 相位载波解调
1 安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室, 安徽 合肥 230601
2 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230601
提出一种基于光纤Sagnac干涉仪(FSI)和偏振模干涉仪(PMI)级联结构的高灵敏光纤温度和应变传感器。FSI作为参考干涉仪,是将对温度、应变、弯曲及扭转不敏感的椭圆芯保偏光纤(ECPMF)引入到Sagnac环内制得的。PMI作为传感干涉仪,是对光纤起偏器与末端端面镀金的熊猫型保偏光纤(PMF)的快轴/慢轴以45°角进行熔接制得的。参考干涉仪的自由光谱区(FSR)易被调整为接近传感干涉仪的FSR,从而产生光学游标效应,实现灵敏度放大。实验结果表明:所设计的级联传感器的温度灵敏度达15.56nm/℃,是单个PMI的11.12倍;应变灵敏度达154.04pm/με,是单个PMI的11.81倍。所设计的传感器具有灵敏度高、制作简单、稳定性好等优点,在航空航天、工业生产等领域中具有广阔的应用前景。
光纤光学 光纤传感器 熊猫型保偏光纤 椭圆芯保偏光纤 游标效应 温度和应变传感器
安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室，安徽 合肥 230039
在单模光纤构成的干涉型光纤传感器中，存在偏振衰落问题，将导致干涉效率降低。而为了消偏振衰落采用全保偏器件的光纤传感器成本过于高昂，影响其实用性。以马赫－泽德干涉仪为基础，用反馈信号控制偏振控制器加起偏器的结构消除了偏振衰落，构造了基于部分保偏器件的干涉型光纤传感器。实验得到系统输出信噪比稳定在60dB左右。
纤维与波导光学 光纤传感器 消偏振衰落 偏振控制器 起偏器 fiber and waveguide optics fiber-optic sensors depolarization-induced fading polarization controller polarizer
安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室 安徽 合肥 230039
基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪结构,构造了全保偏光纤传感系统,以单频窄线宽保偏光纤激光器作为光源,采用了光源光电负反馈和双光路平衡检测双重降噪方法,降低了光源的附加强度噪声,使系统信噪比(SNR)提高了约15 dB,达到60 dB。
光纤光学 光纤传感器 双光路检测 光电负反馈
安徽大学信息材料与器件省重点实验室，安徽 合肥 230039
提出了一种新型的远距离微振动信号的测量和保真拾取系统。该系统基于迈克尔逊干涉仪结构，以窄线宽光纤激光器为光源，采用相位载波零差解调方案实现信号的还原。通过优化压电陶瓷堆(PZT)相位调制器驱动电路，有效地提升了系统的频率响应范围。通过引入移相电路提高了系统的信噪比。系统在50 Hz～4 kHz频率范围内线性度良好，输出信号的信噪比为60 dB，谐波抑制比为50 dB，系统的灵敏度为1×10－5rad／Hz1／2。
激光技术 光纤激光器 零差解调 微振动 laser techniques optical fiber laser homodyne demodulation PZT PZT microvibration
