1 南京信息工程大学天长研究院,安徽 滁州 239300
2 南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,江苏 南京 210044
利用光纤倏逝波耦合效应,设计了一种基于石墨烯全光纤结构的主动锁模激光器。该石墨烯全光纤锁模器件基于侧面腐蚀的单模光纤,构建了银/聚二甲基硅氧烷(PDMS)/石墨烯的电容型结构,腐蚀的单模光纤置于PDMS和石墨烯之间。实验结果显示,在电容结构两端施加与激光腔的共振频率一致及其整数倍的周期性方波电压信号,并对腔内光进行调制,可实现1558 nm光纤激光器的主动锁模。所设计的主动锁模激光器获得了基本频率及二次谐波的锁模脉冲,重复频率分别为12.2 MHz和24.4 MHz,实现了电控重复频率的脉冲输出。这种石墨烯全光纤锁模器件具有低成本、低功耗的优势,为实现灵活可控的主动锁模激光器提供了新思路。
激光器 光纤激光器 石墨烯 全光纤结构 主动锁模
南京南瑞继保电气有限公司, 江苏 南京 211102
为研究光学器件对全光纤电流互感器温度稳定性的影响, 分析了起偏器、直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串扰对全光纤电流互感器的精度的影响。对每种光学器件, 在其环境温度变化范围为-40~+70 ℃时, 测试了起偏器输出光消光比变化, 以及直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串音变化情况; 也测试了对应的全光纤电流互感器的精度变化情况。测试结果表明, 直波导相位调制器、延时光纤线因环境温度变化引起的偏振串扰会引起全光纤电流互感器的精度变化, 其中直波导相位调制器是决定全光纤电流互感器的温度稳定性的关键器件。
全光纤电流互感器 温度稳定性 偏振串扰 相位调制器 起偏器 延时光纤线 fiber optic current transformer temperature stability polarization crosstalk phase modulator polarizer PM fiber delay line
强激光与粒子束
2023, 35(4): 041005
强激光与粒子束
2023, 35(4): 041004
1 海军工程大学电气工程学院,湖北 武汉 430033
2 92853部队四分队,辽宁 葫芦岛 125106
提升数据处理能力是实现光纤电流传感器(FOCS)在微弱电流检测领域中应用的重要支撑。针对独立成分分析(ICA)算法对信源数量的要求和变分模态分解(VMD)对冲击噪声处理能力不足的问题,采用优化参数的变分模态分解与独立成分分析联合算法(OVMD-ICA算法),提升微弱电流检测能力。首先,在分析全光纤电流传感器输出信号的特征和噪声特性的基础上,以能量谱熵为目标函数,采用捕食者算法(HPO算法)获取模态参数K和二次惩罚因子α,完成变分模态分解。然后,通过设置相关系数阈值,对各模态函数分类并构建虚拟通道,以满足ICA对信源数量的要求,并采用FastICA算法实现盲源分离。最后,通过对比实验确定了该方法的有效性,发现采用所提方法能够实现3 mA微弱电流的识别检测。
信号处理 全光纤电流传感器 微弱电流测量 变分模态分解 独立成分分析 捕食者算法
红外与激光工程
2022, 51(6): 20220055
1 汕头大学理学院, 广东 汕头515063
2 东莞理工学院电子工程与智能化学院, 广东 东莞523808
全光纤干涉仪具有结构简单、制作方便且灵敏度高的特点, 近年来已广泛应用于各种传感领域。提出了一种基于多模光纤错位熔接于两单模光纤之间的全光纤干涉仪, 并将其应用于矢量扭转测量。实验证明, 若以强度解调, 传感器在顺时针及逆时针扭转时的灵敏度分别为 -0.225 dB/(°·m)和0.148 dB/(°·m); 若以波长解调, 传感器在顺时针及逆时针扭转时的灵敏度则为-0.259 nm/(°·m)和0.222 nm/(°·m)。不管采用哪种解调方法, 传感器在0~180o 范围内的线性拟合度都大于97%。提出的全光纤扭转传感器结构简单且性能良好, 可以用于建筑形貌及结构健康监控等工程应用。提出的全光纤干涉仪在未来还可用于其他领域的传感测量, 如温度、曲率等。
全光纤干涉仪 光纤传感器 单模-多模-单模光纤结构 扭转传感器 灵敏度 all-fiber interferometer fiber-optic sensor single-multi-single mode fiber structure twist sensor sensitivity
1 海军工程大学电气工程学院,湖北 武汉 430033
2 92853部队,辽宁 葫芦岛 125106
3 国防科技大学信息通信学院,湖北 武汉 430033
采用全光纤电流传感器实现微弱电流检测,可以拓展光纤传感技术在微弱磁场检测领域的应用。在分析全光纤微电流传感器的基本原理和主要光路结构的基础上,从增加光路循环次数、提高传感光纤性能、降低系统噪声三个方面,综述了全光纤微电流传感的最新研究成果及存在问题,并展望了全光纤微电流传感器未来发展趋势。
传感器 光纤传感 全光纤电流传感器 微电流测量 灵敏度 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1700005
1 超高压输电公司 检修试验中心, 广州 510000
2 南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京210000
为给反射式全光纤电流互感器(光CT)出现测量偏差问题提供理论依据, 研究反射式光CT系统的主要光学器件对系统响应的影响机理, 分析光CT各主要光学器件非理想性对电流测量准确性的影响。首先, 采用琼斯矩阵描述了该系统各主要器件和数学模型, 并给出系统输出光的表达式和解调检测后系统的注入电流测量值;然后, 基于系统数学模型, 分别分析了传感光纤的线性双折射、圆双折射的偏差和保偏光纤的线性双折射对光CT的注入电流测量值的影响。研究结果表明: 传感光纤的线性双折射偏差对光CT注入电流测量准确度的影响最为突出;传感光纤的圆双折射的存在可以有效地抑制传感光纤线性双折射对光CT注入电流测量准确度的影响。
全光纤电流传感器 法拉第效应 琼斯矩阵 双折射 all-optical current transformer, faraday effect, J