1 北京信息科技大学 先进光电子器件与系统创新引智基地, 北京 100192
2 北京信息科技大学 光纤传感与系统北京实验室, 北京 100016
为了在测量NaCl溶液浓度的同时实现对温度的监测, 提出了一种基于马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer, MZI)级联法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer, FPI)的干涉型传感器。在单模光纤上通过熔融放电制作出一对腰锥直径155 ?滋m、间隔1.5 cm的MZI, 其对比度为10 dB、周期29.85 nm; 在MZI尾纤的一端与光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber, PCF)相对熔接并在距熔接点176 ?滋m处将PCF切平, 形成对比度为8 dB、周期为5.71 nm的FPI。实验选取1 535~1 555 nm波段MZI和FPI的干涉波谷特征波长, 在0~150 ℃的温度和0%~24%的NaCl溶液浓度变化范围内测得MZI的温度和折射率灵敏度分别为50 pm/℃和9.97 nm/RIU, 线性度均大于0.97; 而FPI的波谷特征波长对折射率不敏感, 温度灵敏度约为8.3 pm/℃, 线性度为0.98。最后, 通过构建温度-浓度函数关系矩阵得出了对温度和NaCl溶液浓度的灵敏度矩阵。该干涉型传感器对温度和NaCl溶液浓度表现出良好的灵敏度和线性度, 可实现上述双参数的同时测量。
光纤干涉型传感器 马赫-曾德干涉仪 法布里-珀罗干涉仪 温度-NaCl溶液浓度 光子晶体光纤 optical fiber interferometric sensor Mach-Zehnder interferometer Fabry-Perot interferometer temperature-NaCl solution concentration photonic crystal fiber 红外与激光工程
2019, 48(7): 0717004
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 中国电子科技集团公司第三研究所，北京 100015
3 中国航天科技集团公司上海航天控制技术研究所，上海 200233
4 北京交通大学理学院物理系发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044
提出并研究了基于Michelson干涉仪的应用于检测时变扰动的光纤分布式传感器。所提出的光纤传感器由两个Michelson干涉仪和一个光纤延迟环组成。扰动作用在传感光纤上，引起传输光波相位的调制作用，可以通过该传感器进行检测并得到扰动的位置信息。通过光电探测器对干涉信号进行接收。对接收到的信号进行隔直，并通过求取峰峰值的方法对隔直后的信号进行预处理。通过希尔伯特变换、相位去包裹和三角函数运算可以提取出预处理信号中包含的相位信息。最后，通过频谱分析和相应的数学运算可以实现扰动的定位。在20 km的监测距离内通过实验验证了传感器的可行性。所提出的光纤传感器具有实时性好、抗偏振性、低成本的独特优势。
光纤分布式扰动传感器 干涉型传感器 Michelson干涉仪 fiber-optic distributed disturbance sensor interferometric sensors Michelson interferometer
1 中国科学院西安光学精密机械研究所光学定向与瞄准技术研究室，西安 710119
2 中国科学院研究生院，北京 100049
3 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
基于飞秒激光光刻技术，提出了光纤端面光刻制造微型光纤法布里-珀罗干涉传感器的方案.该方案解决了传统飞秒激光制造光纤F-P传感器的平行度差的问题，制造了对比度超过20 dB的高灵敏度和高分辨率的微型F-P光纤传感器件.该制造方法简单、参量可控，制作的器件可应用恶劣温度条件下应变的精确测量.
飞秒激光 光纤F-P干涉型传感器 平行度和光洁度 Femtosecond laser Fiber-optic Fabry-Perot cavity Parallelism and Surface roughness
1 天津工业大学,信息与通信工程学院,天津,300160
2 天津大学,精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津,300072
针对3×3耦合器输出信号的非对称特性,研究并推导了改进型的3×3耦合器解调算法.根据该算法,使用Labview设计了信号处理软件.实现了对非对称3×3耦合器输出信号的软件解调和频谱分析.通过实验,系统的频率测量范围可达10～1000 Hz,相位测量范围为-10～10 rad,相位灵敏度为0.5V/rad.
非对称3×3耦合器 相位解调 软件解调 干涉型传感器 Labview
哈尔滨工程大学理学院光纤传感器研究所,哈尔滨,150001
光纤干涉型传感器是由于外界信号作用到干涉仪上,引起干涉信号相位的变化,通过对相位的解调来反应外界信号.介绍了光纤干涉型传感器的结构及其原理,并对各种干涉型传感器的相位调制与解调技术的优缺点进行了分析.
光纤干涉型传感器 相位解调 零差法 外差法 fiber optic interferometric sensor phase demodulation homodyne heterodyne
