中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
在利用可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)技术对气体浓度进行检测时,检测系统对激光器的温 度稳定性要求较高。提出了一种基于MAX1978的VCSEL激光器自动温度控制(ATC)方案,建立了 热电制冷器(TEC)的数学模型,对TEC的热惯性进行了测试,以热惯性测试结果为基础对比例积分微 分控制(PID)电路参数进行了整定,设计出了具有较高控制性能的温度控制电路。电路采用闭环 负反馈自动控制方案,采用PID电路产生控制信号,驱动TEC,实现了对VCSEL激光器工作温度的有 效控制。实验测试结果表明,电路的温度控制精度达到±0.03℃,较好地实现了激光器工作温度稳定性的控制。
垂直腔面发射激光器 自动温度控制 比例积分微分电路 vertical cavity surface emitting laser auto temperature control proportional integral derivative circuit MAX1978 MAX1978
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 Department of Engineering and Physics Science, Heriot-Watt University, Edinburgh, United Kingdom
3 Department of Electrical and Electronic Engineering, Strathclyde University, Glasgow, United Kingdom
开展了基于光纤后向相干瑞利散射原理的分布式光纤传感在管道安 全实时监测系统中的信号数值模拟和实验研究。 采用多个连续脉冲周期光纤相干后向瑞利散射光在有扰动情况的一维脉冲响应理论模型, 解释了外部扰动对整个后向 瑞利散射信号的影响。并且对理论模型进行数值模拟, 直观展示了相干后向瑞利散射光功率关系曲线;通过对4 km长度的 光纤进行扰动传感实验, 有效地定位了扰动的发生;并且提出了一种利用软件寻峰归一化 提高后向瑞利散射功率信号信噪比的方法, 可以减少平均次数, 从而增大可提取扰动频率范围。
纤维与波导光学 分布式光纤传感 相干瑞利散射 管道安全 相位敏感 fiber and waveguide optics distributed optical fiber sensing coherent Rayleigh scattering pipeline safety phase sensitivity
1 中国科学院合肥物质科学院安徽光机所, 合肥 230031
2 Dept of EEE, University of Strathclyde, 204 George Street, Glasgow, G1 1XW, United Kingdom
基于相干后向瑞利散射原理搭建了一套分布式光纤传感系统, 并设计了一种优化的掺铒光纤放大器。以此为基础进行实验, 分析了消光比、传感距离和传感光纤前后端反射等几个关键因素对相干后向瑞利散射波形的影响。实验结果表明：适当地设计电光调制器偏置电压与掺铒光纤放大器, 可明显改善注入脉冲信号峰值功率和消光比；由于注入信号光消光比的限制, 短距离传感比长距离传感更容易获得优良的散射信号；消除传感光纤前后端的菲涅耳反射也能显著提升散射信号的质量与稳定性。
分布式光纤传感 后向瑞利散射 消光比 传感长度 菲涅耳反射 distributed optical fiber sensor Rayleigh backscattering extinction ratio sensing length Fresnel reflection
