作者单位
摘要
厦门大学 电子科学与技术学院 光波技术研究所,厦门 361000
针对非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器采用对称三波长解调法检测小信号时可能存在的波形变差问题,提出一种针对小信号的改进的对称三波长解调方法。利用三角函数的小信号近似,得到简化的公式计算求出三路信号的相位差,解决EFPI干涉信号的衰落问题。仿真与实验结果表明,该方法在针对小信号解调方面比现有三波长法具有更高的算法稳定性与更小的误差,同时在低信噪比的场景下对波形具有更好的恢复效果。实验上分别用本文方法和现有方法对相同声波信号进行解调,本文方法解调的信噪比较现有方法高12 dB以上。
非本征法布里-珀罗干涉仪 三波长解调 信号衰落 声波检测 小信号 Extrinsic Fabry-Perot interferometers Three-wavelength demodulation Signal Fading Acoustic detection Small signal 
光子学报
2023, 52(8): 0806002
作者单位
摘要
中北大学 省部共建动态测试技术国家重点实验室,太原 030051
针对在多腔型法布里-珀罗传感器中难以提取动态信号的问题,提出了一种用于多腔型法布里-珀罗传感器的三波长解调技术。该解调技术使用放大自发辐射光源和三个固定中心波长的宽带光纤滤波器,使干涉现象仅发生在多腔型光纤法布里-珀罗传感器的短腔中,以此提取较短腔的三个干涉信号。建立了校正算法和反正切算法来提取振动信号。实验结果表明,该解调技术成功提取了频率为1 kHz、峰峰值幅度为2.6 μm的振动信号。解调速度为500 kHz,解调分辨率为0.25 nm。该解调技术具有系统紧凑、成本低、速度快、鲁棒性高等优点,在多腔型法布里-珀罗传感器方面有巨大的潜力。
法布里-珀罗腔 光纤传感器 三波长解调算法 低相干干涉 腔长解调 Fabry-Pérot cavity Fiber optics sensor Three-wavelength demodulation algorithm Low coherence interference Cavity length interrogation 
光子学报
2022, 51(9): 0906005
作者单位
摘要
南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210014
为测试光纤光栅(FBG)传感器是否可以承受由加速度引起的稳态惯性载荷,以及在承受这些载荷期间的传感性能,设计了一种铝合金基片封装式光纤光栅应变和温度传感器,并对其进行了加速度性能验证。确定了FBG应变和温度传感器的设计尺寸,阐述了封装过程,分析了 FBG 传感器的应变和温度传感机理,开发了基于体相位光栅和线阵光电探测器的光谱检测解调系统。搭建了加速度试验装置,并按照GJB150.15A“加速度试验”要求和方法对选取的 FBG 应变和温度传感器进行了加速度性能测试。试验结果表明:在加速度试验前后的 2 min 性能测试中,波长偏移量均未超过±50 pm,且光强变化未超过0.3 V;在加速度试验中,波长偏移量最大波动为±7 pm,光强均在1.3 V~4.003 V内。验证了所设计的光纤光栅传感器具备承受加速度载荷的能力,且承受载荷期间传感性能良好。
基片式光纤光栅传感器 铝合金封装 波长解调技术 GJB150.15A“加速度试验” substrate-packaged fiber Bragg grating sensor aluminium alloy package wavelength demodulation technology GJB150.15A acceleration test 
应用光学
2022, 43(1): 152
作者单位
摘要
齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所,山东 济南 250300
针对传统波长解调算法在光纤布拉格光栅(FBG)在线监测系统检测精度不高、效率低的问题,提出了一种基于小波降噪的FBG波长高精度解调算法。首先,对小波降噪方法处理的光谱波形进行快速运算,得到新函数。然后,获得新函数对应的中心波长。最后,搭建了一套基于垂直腔面发射激光器的FBG变压器绕组温度在线监测系统,采用小波降噪算法对波长进行解调并间接得到温度数据。实验结果表明,相比直接寻峰、多项式拟合、高斯拟合算法,小波降噪算法具有速度快、稳定性好等优点,在70~90 ℃测量范围内,测温精度达到±0.04 ℃,波长解调的最大标准差小于1.67 pm,且该算法的运行效率高于常用的高斯拟合算法,可用于工业现场环境FBG的高精度实时在线监测系统。
光纤光学 光纤布拉格光栅 波长解调 小波降噪 卷积积分 寻峰算法 
激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0506004
黄妍 1,2,*李培岩 1吕国辉 1,2李宏伟 1,2[ ... ]姚哲理 1
作者单位
摘要
1 黑龙江大学电子工程学院,黑龙江 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学光纤传感技术国家地方联合工程研究中心,黑龙江 哈尔滨 150080
为替代现有加油站人工测量乙醇含量方式和提高站端油品质量检测效率,基于倾斜光纤布拉格光栅(TFBG)对外界折射率的敏感特性,使其能够反映出乙醇含量不同导致的乙醇汽油折射率变化,提出一种对乙醇汽油中乙醇含量进行现场实时检测的新方法。利用耦合模理论对TFBG的光谱特点进行了分析,并探究了TFBG在乙醇汽油中乙醇含量检测过程中的传感特性。实验结果表明,所提方法在乙醇含量为8.3%~14.3%的乙醇汽油检测中的灵敏度为6.5 nm/RIU(RIU为折射率单位),线性拟合度为0.949。通过波长解调方法对E10乙醇汽油样品进行传感器的检测精度验证,乙醇体积分数的检测值为10.2%,相对误差为2%,验证了TFBG用于乙醇汽油中乙醇含量检测的可行性。
光纤光学 倾斜光纤布拉格光栅 乙醇汽油 乙醇含量 波长解调 折射率 
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0106001
尚秋峰 1,2,3杨根辈 1,*
作者单位
摘要
1 华北电力大学 电子与通信工程系, 河北保定07003
2 华北电力大学 河北省电力物联网技术重点实验室, 河北保定071003
3 华北电力大学 保定市光纤传感与光通信技术重点实验室, 河北保定07100
针对光纤布拉格光栅在复用时,由于光源带宽有限可能会导致光谱重叠,进而影响解调精度的问题,提出一种新型的光纤布拉格光栅重叠谱解调方法。该方法基于改进的蝠鲼觅食优化算法,利用Tent混沌映射优化初始种群多样性,采用差分进化算法优化个体位置更新策略,解决了蝠鲼觅食优化算法易陷入局部最优的问题。对多个光纤布拉格光栅重叠谱进行仿真与实验,结果表明:所提方法能够准确解调出重叠光谱的中心波长,即使在光谱畸变的情况下,误差最大不超过0.01 nm;同时有效降低了陷入局部最优的概率,提高了算法的稳定性、可靠性。
信息光学 光纤传感 蝠鲼觅食优化 光纤布拉格光栅 波分复用 波长解调 Information optics Fiber optic sensor Manta ray foraging optimization Fiber Bragg grating Wavelength division multiplexing Wavelength demodulation 
光子学报
2021, 50(9): 0906001
作者单位
摘要
重庆理工大学理学院绿色能源材料技术与系统重庆市重点实验室, 重庆 400054

本文提出一种基于半导体光放大器(SOA)光纤环形激光器的智能光纤动态应变传感系统,并采用自适应光折变双波混频技术对其进行解调,解调过程中无需对准静态应变和温度进行任何主动补偿。当FBG(Fiber Bragg Grating)传感器的反射光谱因动态应变而发生改变时,则激光输出的波长会相应移动,随后转换为相应的相移并由InP∶Fe光折变晶体双波混频干涉仪解调。实验结果表明,该传感系统能够测量50~464 kHz之间的动态应变且灵敏度高于0.5με Hz -1(ε为应变)。在InP∶Fe光折变晶体中同时对三个FBG传感器的动态应变进行解调,实验证实双波混频干涉仪的多路复用是切实可行的。

光纤光学 光纤环形激光器 光纤布拉格光栅 应变 光折变晶体 双波混频 波长解调 
光学学报
2021, 41(13): 1306021
Author Affiliations
Abstract
National Engineering Laboratory for Fiber Optic Sensing Technology, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China
Fiber Bragg grating (FBG) array is a powerful technique for quasi-distributed sensing along the entire length of sensing fiber with fast response and high precision. It has been widely used for temperature, strain, and vibration monitoring. In this review work, an overview on the recent advances of FBG arrays is conducted. Firstly, the fabrication methods of FBG array are reviewed, which include femtosecond laser system and online writing technique. Then, the demodulation techniques for FBG arrays are presented and discussed. Distributed static sensing can be performed by demodulating wavelength shift of each FBG, while phase demodulation techniques with low noise are employed for dynamic vibration sensing. Simultaneous distributed dynamic and static sensing system based on FBG array is also outlined. Finally, possible future directions are discussed and concluded. It is believed that the FBG array has great development potential and application prospect.
FBG array on-line writing FBG wavelength demodulation phase demodulation 
Photonic Sensors
2021, 11(1): 91
魏聪 1,2周次明 1陈希 1,2李宇潇 1,2[ ... ]范典 1,*
作者单位
摘要
1 武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室,武汉430070
2 武汉理工大学 信息工程学院,武汉430070
针对复合频移干涉系统可以通过相位来求解波长的特点,提出了基于频移干涉的数字混频FBG解调方法,并通过理论和实验进行了验证.该算法在解调过程中结合了频移干涉技术光栅准确定位的优势,提高了信号混频阶段本振信号与原始干涉信号频率的一致性,实现了干涉信号相位高精度解调.搭建了基于复合频移干涉结构的FBG传感系统,在仿真和实验测试中通过数字混频法准确解调出了干涉信号初始相位中包含的波长信息,对1.5 nm波长改变量的信号解调误差小于0.26%.同时进行了准动态信号的温度传感实验,具有较好的波长解调效果,在传感监测中具有一定的应用前景.
光纤光学 数字混频法 频移干涉 波长解调 光纤布拉格光栅 Optical fiber optics Digital mixing method Frequency-shifted interferometry Wavelength demodulation Fiber Bragg gratings 
光子学报
2020, 49(12): 34
作者单位
摘要
1 南京林业大学 机械电子工程学院, 南京 210037
2 信阳师范学院 物理电子工程学院, 信阳 464000
3 金陵科技学院 智能科学与控制工程学院, 南京 211169
为了实现双折射光纤环镜(Bi-FLM)传感器的在线测量, 采用推导得出的基于波长解调双折射光纤环镜应变传感器在线测量的理论表达式, 选取典型通讯波长1550nm和1310nm附近的2组波长进行了计算, 所得应变均与给定应变基本吻合。结果表明,利用干涉光谱任意连续4个相邻的波谷波长及其双折射光纤初始长度、初始双折射率和初始双折射应变系数便可计算出双折射光纤受应变后的绝对长度, 并以此计算所受应变唯一大小; 根据干涉光谱任意4个相邻波谷波长相对位置蕴含着应变信息的特点, 区分是干扰还是外界传感量导致干涉光谱变化, 以此剔除外界干扰, 提高了测量精度。该研究对Bi-FLM应变、振动等各类传感器实现计算机在线测量, 提高测量精度具有指导意义。
光纤光学 双折射光纤环镜 应变传感器 在线测量 波长解调 波谷波长 fiber optics birefringence fiber loop mirror strain sensor on-line measurements wavelength demodulation wave valley wavelengthr 
激光技术
2020, 44(3): 315

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!