Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electronic Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Science and Technology on Electro-Optical Information Security Control Laboratory, Tianjin 300308, China
Conventional ultrashort pulsewidth measurement technology is autocorrelation based on second-harmonic generation; however, nonlinear crystals and bulky components are required, which usually leads to the limited wavelength range and the difficult adjustment with free-space light alignment. Here, we proposed a compact all-fiber pulsewidth measurement technology based on the interference jitter (IJ) and field-programmable gate array (FPGA) platform, without requiring a nonlinear optical device (e.g., nonlinear crystal/detector). Such a technology shows a wide measurement waveband from 1 to 2.15 µm at least, a pulsewidth range from femtoseconds to 100 ps, and a small relative error of 0.15%–3.8%. In particular, a minimum pulse energy of 219 fJ is experimentally detected with an average-power-peak-power product of . The IJ-FPGA technology may offer a new route for miniaturized, user-friendly, and broadband pulsewidth measurement.
pulse width measurement interference jitter FPGA platform optical device Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031404
武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室, 武汉 430070
光纤陀螺线形检测系统是一种测量路面线形曲线的检测方法。结合光纤陀螺线形检测原理以及常用的路面平整度指标, 研究了一种基于光纤陀螺的路面平整度指标获取方法。实验分析和应用结果证明, 线形测量过程中所采集的光纤陀螺角速度概率分布和标准差与路面平整度具有较强的关联性。通过提取光纤陀螺检测桥梁线形的高程标准差, 可得到路面平整度系数。本方法可反映路面的宏观平整度以及路面传递至车辆的行车舒适性, 并且可实现桥梁线形和平整度的同时测量, 具有方便高效准确的优点和较大的应用推广价值。
光纤陀螺 桥梁线形 概率密度 路面平整度 高程标准差 国际平整度指数 fiber optic gyro bridge curve probability density pavement evenness standard deviation international roughness index
中国激光
2020, 47(11): 1116001
1 武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学 机电工程学院, 湖北 武汉 430070
现有的铁路轨道监测主要采用电类传感技术, 易受电磁场、外界环境的影响, 存在着安全的隐患。因此, 采用基于全同弱光纤光栅(wFBG)阵列的铁路轨道应变在线监测技术, 用于实时监测轨道的占用情况。通过有限元模拟仿真设计出能感测铁路应变的传感器结构, 研究了传感器的封装技术。通过检测wFBG波长漂移得到应变信号从而实现高灵敏度应变测量。采用全同wFBG阵列对传感器和系统进行了实验室和现场实验研究。结果表明: 该传感结构可以实现较小的光学损耗, 并且能够保证传感器的灵敏度达到3.4 pm/?滋ε, 线性度达到0.997 82, 迟滞误差达到0.8%。该铁路轨道在线监测系统可以满足铁路运行管理的实际需要。
传感器 全同弱Bragg光栅阵列 铁路轨道 应变 分布式测量 sensors identity weak Bragg grating array railway track strain distributed measurement 红外与激光工程
2019, 48(6): 0622001
河北科技大学环境科学与工程学院, 河北省污染防治生物技术实验室, 河北 石家庄 050018
以蛋白核小球藻、 铜绿微囊藻、 斜生栅藻为敏感藻, 研究了莠去津、 敌稗、 敌草隆、 灭草松四种除草剂及其混合剂对藻类光合特性的影响规律, 实验同时确定了三种微藻荧光对除草剂的最佳响应时间。 实验结果表明, 除草剂显著降低了藻细胞类囊体膜中光系统Ⅱ的最大光合效率(Fv/Fm)、 实际光合效率(Y(Ⅱ))、 绝对电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP), 而非光化学猝灭系数(qN)呈现上升趋势, 400 μg·L-1敌草隆使蛋白核小球藻Fv/Fm参数值下降了41%。 实验选用的三种实验藻在四种除草剂单独和混合胁迫下均发生了不同程度的光抑制效应, 表现出光合效率、 电子传递速率、 光合活性的降低和光保护能力的增强, 藻类自身具有一定的光保护机制可以降低除草剂的影响。 除草剂能够影响藻细胞叶绿素荧光强度, 其中灭草松对蛋白核小球藻的影响最为显著, 在400 μg·L-1灭草松影响下蛋白核小球藻的叶绿素荧光强度下降了44%。
除草剂 藻类荧光 蛋白核小球藻 铜绿微囊藻 斜生栅藻 Herbicide Algae fluorescence Chlorella pyrenoidosa Microcystis aeruginosa Scenedesmus obliqnus 光谱学与光谱分析
2018, 38(9): 2820
功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)空间使用时易遭受重离子轰击产生单粒子效应(单粒子烧毁和单粒子栅穿)。本文对国产新型中、高压(额定电压250 V,500 V)抗辐照功率MOSFET 的单粒子辐射效应进行了研究，并采取了有针对性的加固措施，使器件的抗单粒子能力显著提升。结果表明：对250 V KW2 型功率MOSFET 器件进行Bi 粒子辐照，在栅压等于0 V 时，安全工作的漏极电压达到250 V；对500 V KW5 型功率MOSFET 器件进行Xe 粒子辐照，在栅压等于0 V 时，安全工作的漏极电压达到400 V，并且当栅压为-15 V 时，安全工作的漏极电压也达到400 V，说明国产中、高压功率MOSFET 器件有较好的抗单粒子能力。
功率金属-氧化物半导体场效应晶体管 单粒子效应 抗辐射加固 power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Trans single event effects radiation hardened 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(1): 143
1 中国石油天然气管道通信电力工程总公司, 河北 廊坊 065000
2 华北航天工业学院, 河北 廊坊 065000
针对光纤干涉仪存在的相位衰落问题，讨论了基于正弦波形的频率调制连续波(FMCW)和锯齿波FMCW 两种干涉型光纤声传感器的信号检测原理，并给出了数字化信号解调方案。采用7.5 m 臂差的光纤声传感器和具备调频功能的半导体激光器，对10 kHz 正弦波FMCW 和锯齿波FMCW 两种调频方式进行了信号解调实验对比。解调结果表明,两种调制解调方案均能稳定检测出加在声传感器上的模拟声信号，消除了光纤干涉仪的相位衰落。但在实际工程应用中，与正弦波FMCW 检测方案相比，锯齿波FMCW 方案无需检测混频信号的初始相位，检测灵敏度高且稳定，算法实现更为简单，而且使用不同臂差的光纤传感器可实现传感器的频分复用。
光纤光学 锯齿波形的频率调制连续波(FMCW) 正弦波FMCW 相位衰落 光纤声传感器 激光与光电子学进展
2014, 51(8): 080602
武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室，武汉 430070
为了解决在周界安防系统中基于FBG振动传感器波分复用方式下传感单元数量受光源带宽和解调限制的问题，同时也为了延长周界安防距离、降低系统成本、提高系统效率，提出了“全同光纤布喇格光栅（FBG）振动传感器”的概念，论述了全同FBG振动传感器在周界安防系统中应用的可行性，设计了实验方案，搭建了试验装置并给出了实验结果。实验证明，两个波长基本相同的全同FBG振动传感器接入后的波长灵敏度会有不同程度的损失，实验中6种组合12种连接方式波长灵敏度大于20pm的有10种，实践证明，经过筛选可以达到实际应用的要求，全同FBG振动传感器在周界系统的应用不但可以提高系统的容量，而且使FBG周界系统的成本大大降低，更具市场竞争力。
全同FBG 振动传感器 周界安防 identical FBG vibration sensor perimeter security
1 东北电子技术研究所， 辽宁 锦州 121000
2 北京理工大学光电学院，北京 100081
光纤激光器是近几年激光领域关注的热点之一，与传统的固体激光器相比，光纤激光器具有容易实现单模、高光束质量输出等优点。对双包层掺镱光纤工作原理及激光放大机理进行了研究，并设计实现了一种声光调 Q光纤激光器，该激光器不需要使用光纤隔离器等相关光纤元件，具有结构紧凑、效率高、线宽窄等优点。
光纤激光器 双包层光纤 调 Q 掺 Yb3+ optical fiber laser double clad optical fiber Q-switched Yb doped
武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室, 武汉 430070
根据光纤布喇格光栅(FBG)耦合理论与单质点弹性绳振动原理研制出了一种FBG振动传感器。通过理论分析与试验验证得到FBG传感器的最佳配重尺寸(4.5mm×20mm)、最佳预拉伸量(0.8～1.2nm)与最佳的封装方式(石英玻璃管封装), 得到传感器最佳的受温度影响最小的灵敏度参数。这种传感器响应速度快, 灵敏度高。温度在－10~60℃的范围内, 石英封装的FBG传感器灵敏度的误差小于0.1%。可以广泛地应用于**基地、核场所、机场、仓库、监狱、建筑等场所的安防系统中。
光纤布喇格光栅 弹性绳振动 安防 fiber Bragg grating elastic string vibration perimeter security
