光纤光栅技术与应用专题讲座(三) 第6讲 光纤光栅传感技术在土木工程中的应用

针对利用光纤光栅进行应变、温度等测量已经在土木工程中较为普遍这一现状,首先对光纤光栅传感技术进行应变、温度等测量的基本原理进行了描述,重点讨论了为满足耐久性、安装方便与温度自动补偿等需求光纤光栅传感器的封装技术,最后介绍了光纤光栅传感器在土木工程中实际应用的现状。     

光纤光栅技术与应用专题讲座(一) 第1讲 光纤光栅的原理及其制作方法

光纤光栅就是纤芯折射率的空间周期分布,它能够实现频域的滤波特性。利用光纤光栅的这一特性,可构成许多性能独特的光纤无源器件,再加之光纤本身具有传输损耗低、抗电磁干扰、轻质柔韧等优点,因此光纤光栅在光纤通信、光纤传感和光信息处理等领域得到了广阔的应用。文中综述了光纤光栅的发展史、基本概念、基本原理、分类和制作方法。     

光纤光栅技术与应用专题讲座(一) 第2讲 光纤布拉格光栅的仿真方法与设计

文中介绍了光纤布拉格光栅的原理;根据耦合模方程,介绍了几种光栅的仿真方法;分别以光纤布拉格光栅滤波器、色散补偿器、相移光栅和采样光栅为例说明了光纤光栅的设计方法。     

光纤传感技术与通用航空

随着现代科学技术的发展,信息的获得显得越来越重要.传感器正是感知、检测、监控和转换信息的重要技术手段.光纤传感器是继光学、电子学为一体的新型传感器. 一、光纤传感技术及其应用 光纤传感技术是一种新型传感技术,通过光的反射、折射和吸收效应,光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等,可使光波的振幅、相位、偏振态和波长等...     

光纤布拉格光栅的光学特性及其应用

介绍了光纤布拉格(Bragg)光栅的种类和制作,用耦合波理论分析了其基本的光反射性质,包括峰值反射率和反射半高全宽度,结果表明光纤Bragg光栅拥有独特的光反射特性.同时对光纤Bragg光栅在光纤通信、光纤传感器、滤波器等方面的应用进行了介绍和展望,表明光纤Bragg光栅将对整个光纤技术领域产生重要影响.     

光纤光栅压力传感器封装增敏技术

介绍了封装对光纤光栅纤内谐振腔的光学特性的影响、基于压力增敏的光纤光栅封装的物理机制及其研究进展,综述了解决应变和温度交叉敏感问题的方法,提出了一种基于压力传感增敏效果好的多层封装结构,同时还利用2种聚合物不同的力学特性,设计了一种解决应变和温度交叉敏感的封装方法,讨论了封装材料对增敏效果的影响.     

光纤光栅技术与应用专题讲座(二) 第4讲 基于光纤光栅编解码器的OCDMA系统

光纤光栅凭借良好的时/频域特性,迅速成为光码分多址编解码器实现方法的一个重要研究方向,在时域、频域和时/频域二维等编解码方案中都得到了广泛而深入的研究。文中对光码分多址技术及光纤光栅编解码器的原理进行了综述,并对基于光纤光栅的时域相位编解码、频谱相位编解码和时/频域二维编解码这三种编解码方案进行了介绍。     

基于可调光纤F-P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调.该传感系统扫描带宽50 nm,单点工作带宽5 nm,对一般应用系统每根单纤可设20-30个点,系统最高扫描频率200 Hz,分辨率5 pm(约5με或0.5℃).     

N元光纤光栅传感器阵列解调信号的最低可见度分析

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪解调N元光纤光栅传感器阵列时的偏振衰落问题.运用邦加球和光纤偏振光传输理论,利用简化模型,通过详细的理论分析,得到优化控制下阵列传感信号最低可见度的下限表达式,并通过计算机仿真,验证了结果的正确性,并详细分析了仿真实验的结果.     

光纤光栅技术与应用专题讲座(二) 第3讲 光纤光栅在星间激光通信系统中的应用研究

针对星间激光通信系统,分析了光纤光栅在此系统中的应用。为了设计出高性能的光滤波器以满足星间激光通信系统的要求,研究了光滤波器的带宽对系统性能的影响。在GEO-LEO星间链路中,考虑多普勒频移,研究了系统的归一化信噪比与滤波器带宽的关系,提出并设计了滤波器最佳带宽。根据得到的最佳带宽,设计了符合要求的光纤光栅滤波器。     

光纤光栅与分布式光纤感温探测性能研究

传统的火灾自动报警系统工作时需要向现场探测器供电。带电类探测器工作在易燃易爆场所必然存在着不安全因素，而利用光纤光栅及分布式光纤感温探测元件构成的火灾探测报警系统采用光信号测量与传输，实现了探测现场无电检测，从而真正实现了本质安全防爆。在分析光纤光栅与分布式光纤感温探测机理的基础上，通过对比探讨了各自的应用特性。     

Determination of Direction of Arrival of Seismic Wave by a Single Tri-axial Fiber Optic Geophone

A fiber Bragg grating (FBG) geophone and a surface seismic wave-based algorithm for detecting the direction of arrival (DOA) are described. The operational principle of FBG geophone is introduced and illustrated with systematic experimental data, demonstrating an improved FBG geophone with many advantages over the conventional geophones. An innovative, robust, and simple algorithm is developed for obtaining the bearing information on the seismic events, such as people walking, or vehicles moving. Such DOA estimate is based on the interactions and projections of surface-propagating seismic waves generated by the moving personnel or vehicles with a single tri-axial seismic sensor based on FBGs. Of particular interest is the case when the distance between the source of the seismic wave and the detector is less than or comparable to one wavelength (less than 100 m), corresponding to near-field detection, where an effective method of DOA finding lacks.     

控制不等式的改进

讨论了随机过程控制关系产生的不等式,对这个不等式给出了一个新系数,改进了以前的结果,并将其应用于局部平方可积鞅.     

无线传感器网络安全研究综述

无线传感器网络有着良好的应用前景,其安全问题同样受到了人们的高度重视。论文首先对无线传感器网络进行了简要的介绍,而后总结了这种网络的安全相关特点以及其存在的安全威胁,随后分别综述了无线传感器网络的三个安全研究热点方向:安全路由、安全认证协议和密钥管理。     

一种强度补偿反射式光纤位移传感器的研究

:提出一种等间距排列的三探头反射式光纤位移传感器 ,该传感器通过双路接收的方法来实现光强补偿。从理论上对该种传感器的补偿机理作了详细的分析 ,得出了位移特性调制函数的表达式 ,给出了仿真曲线。结果表明 ,这种光纤传感器可以有效地消除因光源光强波动、表面反射率以及光纤传输损耗的改变对输出特性的影响     

临近空间传感器分布式组网研究

研究了临近空间分布式传感器网联合发现目标概率,探讨了区域警戒传感器网中部署传感器数目与该网总发现概率等的关系,提出了3种特殊的分布式网络传感器区域的布防模式,并建立了定量评价传感器网性能指标的数学模型。模型的建立为定量评估传感器组网系统效能奠定了理论基础,也为分布式传感器网络系统的部署优化、传感器的选配等提供决策依据。     

多传感器量测融合算法的性能比较

归纳三类多传感器量测融合算法,即扩维滤波法、伪序贯滤波法和复合量测滤波法。采用协方差分析的方法比较各类算法的滤波精度,证明它们均能在各自给定的条件下实现线性最小均方意义上的最优滤波。仿真实例对各类算法的计算量和灵活性等性能进行比较,结果表明扩维型信息滤波器的计算量最小、灵活性最高,扩维型Kalman滤波器、伪序贯滤波器的计算量较大,而两种复合量测滤波器对各传感器的量测矩阵有一定要求,以致灵活性较差。所得结论对量测融合算法的实际应用具有一定的指导意义。