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 漫谈光纤传感技术

刘铁根 江俊峰 刘琨

[摘要]自20世纪80年代低损耗光纤问世以来,光纤传感技术一直处于传感器技术发展的前沿。光纤传感器本身不带电,具有抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全、灵敏度高、质量轻、体积小、可嵌入(物体)等优良特点,在航空航...

 PDF全文光电产品与资讯 | 2019, 10(01):35

 光纤周界安防系统的高准确度事件识别方法

李志辰 刘 琨 江俊峰 马鹏飞 李鹏程 刘铁根

[摘要]在双马赫曾德光纤周界安防系统中, 如何准确高效地实现模式识别仍是一项有待解决的难题。对此提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)与奇异值分解的模式识别方法, 实现了三种不同事件类型的准确识别。该方法包含三个步骤...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(09):0922002

 粒径和浓度对YAG∶Ce荧光膜复合材料及pc-WLED发光性能的影响

徐赛赛 魏建君 杨刘琨 潘志华

[摘要]采用高温压膜工艺, 以YAG∶Ce黄色荧光材料和硅胶为原料制备出YAG∶Ce荧光膜复合材料, 并与蓝光LED复合封装出pc-WLED.基于Mie理论、荧光光谱仪、快速光谱辐射计和光谱分布测量仪分别对不同荧光材料粒径和浓度制备的膜...

 PDF全文光子学报 | 2018, 47(09):0916002

 光纤法珀压力传感系统设计与风洞初步实验

刘 畅 王 双 梁应剑 江俊峰 梅运桥 刘 琨 齐晓光 李 鑫 李元耀 刘铁根

[摘要]针对航空领域对大气压力的测量需求, 基于光纤法珀传感和低相干干涉技术, 搭建了光纤法珀多通道压力传感系统。介绍了系统解调算法及工作原理, 对光纤法珀压力传感器的标定和温度补偿方法进行理论分析, 将非恒温条件下...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(07):0722002

 基于全相位滤波技术的FBG降噪解调算法

刘琨 李鑫 江俊峰 黄翔东 张皓杰 王超 刘畅 刘铁根

[摘要]提出一种基于全相位滤波技术的光纤布喇格光栅降噪解调算法, 该算法根据信号的数字频率特征快速配置适应于该信号的滤波器系数, 由传感信号的数字截止频率控制滤波器边界, 有效滤除混杂在光纤布喇格光栅信号中的高频分...

 PDF全文光子学报 | 2018, 47(05):0506002

 基于FPGA的分布式光纤传感系统偏振控制研究

李鹏程 刘琨 江俊峰 潘亮 马鹏飞 李志辰 张炤 李鑫 刘铁根

[摘要]为了消除基于双马赫-曾德尔干涉的分布式光纤传感系统中偏振退化和偏振相位漂移对定位性能的影响, 提出了一种结构简单、效率高的基于现场可编程门阵列(FPGA)的偏振控制方法。该方法采用偏振控制器反馈技术, 以两路光信...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(05):0510002

 分布式光纤振动和温度双物理量传感系统

潘亮 刘琨 江俊峰 马春宇 马鹏飞 刘铁根

[摘要]提出了一种分布式光纤振动和温度传感系统。该系统在双马赫-曾德尔干涉仪分布式振动传感系统的框架上, 采用波分复用的方法在一条传感臂上耦合两种波长的光, 并行实现了基于激光干涉的分布式光纤振动传感和基于拉曼背向...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(01):0110002

 基于U型结构的单模光纤SPR折射率传感器

薛萌 刘琨 王涛 常鹏翔 江俊峰 刘铁根

[摘要]设计了一种基于U型结构的单模光纤表面等离子体共振折射率传感器, 采用在移除部分包层并弯曲成U型固定后的单模光纤表面镀金纳米层和TiO2调制层的方式, 实现表面等离子体共振的激发.利用有限元仿真软件COMSOL Multiphy...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(10):1006004

 用于相干反斯托克斯拉曼散射激发源的快速宽范围斯托克斯光波长调谐

江俊峰 吴航 刘琨 王双 黄灿 张学智 于哲 陈文杰 马喆 惠荣庆 贾文娟 刘铁根

[摘要]提出了基于液晶相位延迟的用于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)激发源的斯托克斯光的快速宽范围波长电调谐方法。数值仿真分析了脉冲的峰值功率和光子晶体光纤(PCF)长度对光孤子自频移(SSFS)频移量的影响, 计算结果表明对...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(01):0101002

 面向海洋应用的光纤法布里-珀罗高压传感器

张伟航 江俊峰 王 双 刘 琨 张学智 丁振扬 刘铁根

[摘要]研究了面向海洋应用的光纤法布里-珀罗高压传感器,通过建立有限元数值模型对传感器满量程腔长变化量进行分析。数值仿真显示,有限元模型的满量程腔长变化量处于固支模型和简支模型之间,且随着法布里-珀罗腔半径的减...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(02):0206001

 TFT-LCD器件Al电极TFT特性研究

张家祥 王彦强 卢凯 张文余 王凤涛 冀新友 王亮 张洁 王琪 刘琨 李良杰 李京鹏

[摘要]本文对Mo/Al/Mo作为TFT-LCD器件源/漏极的TFT特性进行了研究。与单层Mo相比, 存在沟道界面粗糙, Ioff偏大问题, 通过优化膜层结构, 改善界面状态, 得到了平整的沟道界面和良好的TFT特性。增加Bottom Mo的厚度, 可以有效...

 PDF全文液晶与显示 | 2017, 32(06):433

 光纤法布里-珀罗传感解调中信号非线性失真的影响研究

曹潇 王双 刘琨 刘铁根 邹盛亮 石俊锋

[摘要]研究了光纤法布里-珀罗(F-P)传感解调中CCD 非线性失真及其对解调的影响。测试CCD 响应特性并建立拟合模型,仿真分析了不同噪声下的非线性失真影响。结果显示解调出的绝对相位标准差随着非线性失真率的增大而逐渐增大...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2016, 53(04):040402

 基于双可调谐激光器的光纤法布里-珀罗声振动传感解调系统研究

樊茁 王双 刘铁根 刘琨 何盼 张天昊

[摘要]为实现光纤法布里-珀罗(F-P)腔初始腔长和腔长变化量在宽范围条件下的声振动传感解调,提出了基于双可调谐激光器的正交相位提取方法。理论计算了保持相位正交的光纤F-P 腔初始腔长范围。仿真和实验研究了初始腔长漂移...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2016, 53(04):042801

 空间电扫描型低相干干涉长距离光纤传感解调系统

石俊锋 刘铁根 王双 江俊峰 刘琨 邹盛亮 肖梦楠

[摘要]基于双超辐射发光二极管(SLED)光源研究了空间电扫描型低相干干涉长距离光纤传感解调系统。通过负透镜扩束搭建了紧凑解调干涉光路,分析了双SLED 光源功率比对低相干干涉条纹形态的影响并探讨了传输损耗的功率比补偿。...

 PDF全文光学学报 | 2016, 36(04):0406001

 环境变温下光纤布拉格光栅解调中滤波器扫描波动抑制研究

江俊峰 闫金玲 王双 刘琨 刘铁根 臧传军 谢仁伟 何盼 楚奇梁 潘玉恒

[摘要]针对可调谐光纤法布里珀罗滤波器(FFP-TF)在环境温度变化过程中扫频非线性曲线的随机波动增大, 引起光纤布拉格光栅(FBG)传感系统解调不稳定的现象, 提出了基于光纤迈克耳孙辅助干涉仪的一种稳定解调性能的方法, 通过辅...

 PDF全文光学学报 | 2016, 36(12):1206001

 二元复合缺陷对一维光子晶体光学特性的影响

何杰 宋立涛 郭涛 刘秀英 杨武 刘琨

[摘要]利用传输矩阵法对二元复合缺陷光子晶体的光学特性进行了研究,重点讨论了光子晶体由二元复合缺陷结构过渡到复合光子晶体结构的过程及其光学特性的变化规律。研究表明,通过改变二元复合缺陷的结构和层数,可以控制禁...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2015, 52(03):031602

 基于光频域反射技术的光纤连续分布式定位应变传感

刘琨 冯博文 刘铁根 江俊峰 杜阳

[摘要]在各类大型基础设施的安全检测过程中,应变作为一项重要的参数需要重点检测。为了准确测量一定范围内应变分布,提出了基于光频域反射技术(OFDR)的光纤连续分布式定位应变测量传感方法。这种方案根据瑞利散射光谱移动...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(05):0505006

 用于CARS激发源的全光纤窄线宽皮秒脉冲种子源的研究

江俊峰 郭洪龙 刘铁根 刘琨 王辉

[摘要]进行了窄线宽、低重复频率和无色散管理的全光纤皮秒脉冲种子源的研究。数值仿真分析了腔内脉冲的演化过程,研究了腔长和光纤光栅带宽对脉冲稳定性和脉冲宽度的影响。搭建实验系统,对腔长和抽运功率的影响进行了实验...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(02):0205004

 基于LED调制和光纤阵列的多通道光纤法布里-珀罗传感解调系统研究

江俊峰 秦尊琪 王双 刘铁根 刘琨 尹金德 邹盛亮 石俊锋 曹潇

[摘要]提出了一种基于发光二极管(LED)脉冲调制和光纤阵列的多通道光纤法布里-珀罗(F-P)压力传感解调系统。在建立的多通道光程差分布理论模型基础上,通过采用光纤阵列实现了多通道并行光路的复用,并采用LED脉冲调制的方法...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(06):0606001

 热应力和残余气压对光纤法布里-珀罗压力传感器温度性能的影响

吴振海 刘铁根 江俊峰 刘琨 王双 尹金德 邹盛亮 秦尊琪 吴凡

[摘要]针对光纤法布里-珀罗(F-P)压力传感器,建立了考虑热应力和残余气压的F-P腔长变化模型,进行了热应力和残余气压对传感器温度性能影响的理论分析。分析表明,热应力和残余气压的引入使F-P 腔长改变量与温度的线性关系...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(03):0328005

 空间扫描型光纤法布里-珀罗传感解调中信噪比的影响研究

江俊峰 邹盛亮 王双 刘铁根 刘琨 石俊锋

[摘要]结合单色频率绝对相位算法仿真分析了空间低相干干涉条纹信噪比对解调中干涉级次和绝对相位的影响,仿真结果显示,当条纹信噪比大于18 dB时,可避免干涉级次跳变问题,此时解调得到的绝对相位标准差随信噪比的增加呈线...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(11):1106003

 基于复合波长参考的温度稳定光纤光栅传感解调研究

江俊峰 何盼 刘铁根 刘琨 王双 潘玉恒 俞琳 闫金玲

[摘要]为实现温度稳定的光纤光栅传感解调,提出了综合使用法布里-珀罗(F-P)标准具和乙炔气室进行实时复合波长参考的校正方法。分析了F-P标准具透射光谱和乙炔气室吸收光谱的温度漂移特性。建立实验系统,测试了F-P标准具透...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(10):1006005

 空间扫描型光纤法布里珀罗传感解调中LED光源的影响研究

江俊峰 吴凡 刘铁根 刘琨 王双 尹金德 秦尊琪 邹盛亮 张学智

[摘要]结合恢复单色频率绝对相位解调算法研究了光源输出参数对空间扫描型光纤法布里珀罗传感解调影响。建立了相位解调值随光源中心波长变化的数学模型,通过改变光源光功率和光谱进行了解调实验研究。结果表明压力解调值的...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(02):0223002

 用于水升华器监测的光纤声振动传感器研究

赵鹏 刘铁根 江俊峰 张景川 刘琨 王双 尹金德 宋璐瑶 吴凡

[摘要]针对水升华器工作监测要求,基于Fabry-Perot干涉微腔研制了一种光纤声振动传感器。将耐低温聚合物薄膜材料以周边拉伸固定的方式制作成超薄膜片,膜片厚度为1.2 μm,作为探测声振动信息的敏感部件和干涉微腔的反射面...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(01):0106003

 微管内壁介质层参数对光微流体传感灵敏度的影响研究

姬强 江俊峰 刘铁根 刘琨 刘文辉 张晶 陈文杰

[摘要]研究了微管内壁涂覆介质层的折射率传感灵敏度增强效应,通过建立四层环状结构模型对薄壁微管和厚壁微管进行了模式场分布和传感灵敏度仿真计算。计算结果表明涂覆高折射率介质层有效增加了微管内部的光场能量,从而增...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(02):0228004

 微管回音壁谐振模径向模式的影响

江俊峰 张晶 刘铁根 刘琨 于哲 张学智 刘文辉 陈文杰

[摘要]理论分析了微管回音壁谐振模(WGM)不同径向模式下的光场分布对传感灵敏度的影响。通过改变入射光角度,利用棱镜耦合的方法在微管中激发出不同的径向模式,利用不同质量分数的乙醇水溶液进行传感实验,分别获得了不同径...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(12):1228003

 具有复合式法珀腔的光纤压力传感器的解调

姜丽娟 江俊峰 刘铁根 刘琨 刘宇 梁霄 王少华

[摘要]对由三个反射面构成的复合式法珀腔的光纤法珀压力传感器进行了输出光谱理论分析,提取了含有传感器腔长信息的包络.提出了基于干涉级次拟合的解调算法,仿真分析了传感法珀腔腔长范围为160~215 μm的光谱信号.结果显示...

 PDF全文光子学报 | 2012, 41(03):283-287

 空间扫描型光纤法布里珀罗传感解调系统中CCD的光照度数学模型研究

孟祥娥 江俊峰 刘铁根 刘琨 尹金德 王少华 王双 张以谟 吴凡 秦尊琪

[摘要]针对空间扫描型光纤法布里珀罗(F-P)传感解调系统中CCD的光照度分布建立了数学模型,研究了不同帧扫描频率下CCD输出信号和信噪比。利用已设计的解调模块进行了CCD光照度分布的实验,实验结果表明,当帧扫描频率不同...

 PDF全文光学学报 | 2012, 32(11):1128006

 基于波长调制技术的内腔式气体传感研究

刘琨 刘铁根 江俊峰 梁霄 贾大功 张红霞 汪曣 井文才 张以谟

[摘要]气体传感理论和实验研究已成为当今光纤传感领域的热点之一。波长调制法和有源内腔法是提高气体传感灵敏度的两种有效方式。结合上述两种气体传感方法,构建一个基于波长调制技术的内腔式气体传感系统。讨论气体吸收光...

 PDF全文中国激光 | 2011, 38(01):0105008

 基于内腔光纤激光器的痕量气体光谱检测

张红霞 刘琨 贾大功 刘铁根 彭纲定 汪曣 张以谟

[摘要]因为器件性价比高、 可复用、 远距离探测, 抗电磁辐射等优势, 基于内腔光纤激光器的气体光谱检测方法受到了广泛的关注。 通过精心设计气室和反射镜, 建立了内腔光纤激光器气体检测系统。 在锯齿波电压驱动下, F-P可调...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2011, 31(08):2040-2043

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