1 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部，上海 201800
基于未来卫星间激光干涉任务的需求，介绍了一种基于迈克耳孙光纤干涉仪稳频的1064 nm激光稳频系统，该系统采用全光纤器件，结构紧凑、体积小、可靠性强。通过拍频测试，得到该系统的频率噪声在30 mHz~1 Hz范围内小于30 Hz/Hz1/2，频率稳定度在积分时间为1 s和1000 s时分别为1.2×10-14和3×10-13。该系统的性能满足LISA任务对稳频激光的需求，有望应用于未来的空间引力波探测任务。
激光光学 稳频 光纤干涉仪 频率噪声 光学学报
2023, 43(19): 1914001
1 北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京 100044
2 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室，北京 100190
基于频分复用和同相/正交（I/Q）接收技术，提出了一种具有高空间分辨率的大带宽分布式光纤振动传感解调方案，并对其进行了理论分析和数值仿真研究。该分布式振动传感结构包含马赫-曾德尔干涉仪（MZI）与时间门控数字光频域反射仪（TGD-OFDR），其中，MZI输出信号的相位采用零差法解调，用于检测振动信号的频率与幅度；而TGD-OFDR则是通过外差探测技术实现振动信号的定位。数值仿真结果表明，所提系统的可测振动频率上限达兆赫兹量级，4 km传感光纤上的空间分辨率可达0.5 m。该分布式振动传感系统同时具有高空间分辨率与大检测带宽的优势，在民用基础设施健康监测和石油天然气管道泄漏监测等领域具有潜在应用价值。
光纤光学 光纤传感 分布式振动传感 时间门控数字光频域反射仪 光纤干涉仪 空间分辨率 光学学报
2022, 42(19): 1906004
中国电子科技集团公司 第三十四研究所，广西 桂林 541004
传输光纤受环境温度变化和振动的影响，会造成射频光频率信号相位漂移，导致时频传输精度下降。为了降低光纤相位漂移对传输系统的影响，采用基于光纤干涉仪条纹计数法的光纤稳相传输技术，进行了光纤相位漂移检测和相位补偿实验验证。实验结果表明：168 m传输光纤28 h自然相位漂移了32.3 ps，采用压电陶瓷和温控光纤协同相位补偿，相位漂移量降低到1.29 fs。
光纤稳相传输 光纤相位漂移 光纤干涉仪 条纹计数法 波分复用 optical fiber phase-stabilized transmission optical fiber phase drift optical fiber interferometer fringes counting method wavelength division multiplexing
上海大学特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地，特种光纤与先进通信 国际合作联合实验室，上海 200444
超声波在金属、陶瓷等不透明介质中具有强穿透特性，其作为感测单元的超声安全监测技术已成为一种重要的检测工具。与传统的压电超声传感器相比，光纤超声传感器具有较强的抗干扰性、复用性、高灵敏性和宽探测频带，在结构无损探测和电力安全系统等领域具有大量的应用。针对安全监测中声发射信号的特性以及探测手段，主要综述了光纤超声传感技术以及光纤超声在安全监测领域中的应用，并就光纤超声传感机理、传感方法以及传感过程中存在的问题进行深入分析，最后对本领域未来潜在的发展方向和应用价值进行讨论。
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306018
为实现高灵敏度的折射率测量，设计了一种基于双模干涉的光纤折射率传感器，该传感器为单模多模单模光纤(SMS)结构，其中单模光纤和多模光纤具有相同的直径和纤芯折射率。剥去多模光纤的包层，将其置于待测环境中，多模光纤中激发出的两个模式之间会发生干涉，当待测环境折射率发生变化时，干涉谱中的波谷会发生移动，可根据光谱中波谷的移动量来实现对折射率的测量。利用FDTD Solutions软件进行仿真模拟，得到不同折射率下的干涉谱，结果表明，位于1517.32nm的干涉谷对折射率的敏感度为1848.2nm/RIU，最小分辨率误差仅为2.74×10-5RIU。该传感器较传统光纤传感器而言，结构简单，有着高灵敏度、低分辨率误差等优点，应用前景广阔。
光纤传感器 双模干涉 波长调制 折射率 光纤干涉仪 optical fiber sensor doublemode interference wavelength modulation refractive index optical fiber interferometer
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西重点实验室, 山西 太原 030024
2 山西大学激光光谱研究所, 山西 太原 030024
在基于谐波检测法的TDLAS(可调谐二极管激光吸收光谱)系统中, 在通过改变激光器注入电流实现激光频率扫描和调制的同时引起激光强度的变化, 激光器输出信号的强度-频率(IM/FM)相位延迟m的变化将直接导致谐波系数波动, 带来系统误差。 提出一种利用光纤迈克尔逊干涉仪实现激光器输出信号强度-频率(IM/FM)相位延迟m的测量方法, 能在激光器调制测量的同时实时测量相位延迟m。 实验结果表明, 激光器输出信号强度-频率(IM/FM)相位延迟m与理论值π有一定差异。 研究提出的方法可以用来实时补偿信号强度-频率(IM/FM)相位延迟m对气体浓度测量结果的影响。
波长调制 光纤干涉 相位延迟 TDLAS TDLAS Wavelength modulation Optical fiber interferometer Phase delay 光谱学与光谱分析
2014, 34(11): 2908
1 中国计量学院光电子技术研究所， 浙江 杭州 310018
2 国家工程机械质量监督检验中心， 北京 102100
基于光纤迈克耳孙干涉仪和神经网络模式识别算法，设计并实现了一种新的防区型全光纤周界安防系统。采用偏振不敏感光纤迈克耳孙干涉仪作为周界入侵探测系统(PIDS)的振动传感器，降低了双折射效应导致的信号衰落，分析了传感光纤与物理围栏宿主材料间的应力应变关系对干涉信号相位变化的影响，并使用穿越统计(LC)和模式识别(PR)技术实现噪声抑制、行为分析和报警判决。实验证明，系统可以对入侵和干扰行为的原始干涉信号进行LC分析和特征提取，最小响应时间为0.5 s，通过神经网络训练生成行为模式，并可通过动态均值算法(DMA)有效抑制雨致噪声和其他环境噪声。实现了低成本、高可靠性和高实用性的全光纤周界安防系统。
光纤光学 光纤干涉仪 周界安防 穿越统计 模式识别 噪声抑制 中国激光
2014, 41(11): 1105005
针对传统的电网局部放电定位方法的诸多缺点,提出了一种基于Sagnac干涉仪的光纤传感定位系统。该定位系统使用光纤作为传感单元,探测局部放电过程中所产生的声波和超声波,利用算法对探测到的振动信号进行处理,最终得到局部放电发生的具体位置。实验证明该系统具有较高的精确性和稳定性。
光纤干涉系统 振动定位 局部放电 智能电网 optical fiber interferometer system disturbance location partial discharge intelligent electrical network
山东省光纤传感技术重点实验室,山东 济南 250014
提出了一种基于湍流振动原理的非浸入式流量测量方法。该方法通过在油管外壁缠绕特定长度的传感光纤，并在传感光纤两端焊接光纤光栅组成光纤流量传感单元。由于流体流过管壁时湍流产生动态压力，动态压力会导致缠绕在管壁上的传感光纤相位发生变化；通过光纤干涉仪技术、时分复用技术及相位载波调制解调技术解调出相位信息，即可实现流量的在线监测。实验数据分析显示，得到的相位变化与流速呈二次曲线关系，设计的实验系统可实现5~50 m3/h流量的实时在线测量。由于采用光纤作为传感器感知流量信号，该方法结构简单可靠，灵敏度高，避免了传感光纤流量计需要浸入流场的缺陷，是井下流量测试的理想方法。
光纤传感 光纤干涉仪 光纤光栅 流量测量 湍流振动 动态压力 optical fiber sensing optical fiber interferometer optical fiber grating flow measurement turbulent vibration dynamic pressure
全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京交通大学光波技术研究所，北京 100044
相位载波解调技术是用于光纤传感器中的一种重要的信号解调技术。简要说明了 Mach-Zehnder干涉型光纤传感器的检测原理，对 PGC解调算法进行了详细的理论分析，并用 MATLAB搭建系统进行仿真，实现了传感信号的解调。对系统中的一些关键技术进行了讨论，重点分析了系统的动态范围上限，得到动态范围上限受低通滤波器、待测信号频率和载波频率的影响趋势，结论对于设计干涉型光纤传感系统有重要的理论指导意义和参考价值。
干涉型光纤传感器 光纤干涉仪 相位载波(PGC) fiber-optic interference sensors optical fiber interferometer phase generated carrier (PGC)
