聚合物封装光纤光栅动态声压增敏有限元分析

采用有限元法对先纤光栅圆柱型封装结构的动态声压增敏效果进行了分析.结果表明:为使光纤光栅的应变均匀一致,光栅应放在正中间位置,且封装材料应足够长.在动态声压作用下,聚合物的泊松比越小,聚合物的杨氏模量越小,光纤光栅的动态声压的灵敏度越高.随着聚合物外径的增加,光纤光栅的动态声压的灵敏度逐步提高.但当封装聚合物的外径增加...     

区域参考光栅法用于潜水器结构监测的温度补偿研究

针对潜水器结构健康检测系统中光纤光栅应变传感器的应变与温度的交叉敏感问题,提出了一种区域参考光栅温度补偿法。首先,理论分析了光纤光栅的应变与温度交叉敏感机理,并给出了区域参考光栅法模型;然后,针对潜水器结构特点给出选用传感器结构,并用标准计量设备标定其灵敏度系数,同时用统计法实测出结构中各测点的热膨胀灵敏度系数;最后,设计了一套63单元的监测系统,并布设于潜水器结构上,结合潜水器的一次水下作业进行温度补偿试验。结果表明:经过温度补偿后,各应变传感器的测量值与深度具有严格的线性关系,线性度大于0.98;水深为0时,测量值在0点附近很小范围内波动,说明温度补偿效果较好,能有效解决潜水器结构健康监测系统中的应变与温度交叉敏感问题。     

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。     

一种曲伸式 DFB 光纤激光水听器探头的研究

为了提高 DFB(分布反馈式)光纤激光水听器的声压灵敏度,改善其动态特性,设计了一种曲伸式DFB 光纤激光水听器探头结构.该结构在保持激光器原有优点的同时,通过增大声压作用面积并将压力转化为对激光腔的轴向应变,有效地实现了声压增敏,同时通过机械结构改善了水听器的动态特性.利用有限元软件 ANSYS 对该结构进行了优化设计,加工制作了备构件并对 DFB 光纤激光器进行了封装,制作出长度约80 mm、直径仅6 mm的水听器原型样品并进行了实验研究.实验结果表明,采取该种形式的结构对 DFB光纤激光器进行封装后,探头的声压灵敏度提高了约17.5 dB,在500～1 500 Hz频率范围内具有较平坦的灵敏度响应.     

光纤光栅技术与应用专题讲座(三) 第5讲 光纤光栅网络传感技术的原理与应用

文中介绍了光纤光栅温度、压力、应变的基本原理及几种常用的光纤光栅传感信号解调技术。讲述了光纤光栅网络化传感技术研究进展,对几种常用传感网络进行了详细的描述。综述了光纤光栅传感器的实际应用,并着重讲述了光纤光栅传感器在军事上的应用实例。     

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。     

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。     

光纤光栅反射率及相位响应的计算

采用分层介质膜的等效模型 ,计算了均匀光纤光栅及线性啁啾光栅的反射谱、透射谱及反射相位跃变 ,结果与采用耦合模理论计算的结果相吻合 ,表明这是分析光纤光栅的光反射特性的一种有效的新方法 .     

基于fsFBG传感器的SRM粘接界面服役状态监测

为了更好地模拟SRM(固体火箭发动机)推进剂/衬层粘接界面服役状态下的应力应变状态,设计了不同倾斜角度的界面拉伸试件.将聚合物封装的飞秒激光逐点直写光纤光栅(fsFBG)传感器埋入推进剂/衬层粘接界面试件中,研究了复杂应力载荷作用下fsFBG传感器的响应.结果表明:粘接试件的强度满足发动机设计验收指标,埋入的聚合物封装...     

基于体布拉格光栅的波束合成技术研究及实现

探讨实现激光波束合成的新方法,分析体布拉格光栅作为激光波束引导器的可行性,基于Kogelnik耦合波理论,着重讨论了影响体布拉格光栅衍射效率的波长选择性和角度选择性因素。实验上给出布拉格光栅的具体制作过程,利用透射式体布拉格光栅完成了2束不同波长的激光并束、2束同种波长的激光并束实验,验证了利用布拉格光栅进行并束的可行性。为了实际中应用的方便,提出在晶体内部利用90°配置设计特定角度的布拉格光栅,让激光垂直照射晶体表面,即可满足布拉格角度入射,改良并束光路,简化理论计算,提高并束效率。     

布拉格衍射型冷原子干涉重力仪关键实验条件研究

文章介绍了一种基于n阶布拉格衍射的新型冷原子干涉重力仪,可以进一步提高现有拉曼跃迁型原子干涉重力仪的测量灵敏度和稳定度。在介绍布拉格衍射型原子干涉重力仪基本原理的基础上,建立了原子平行驻波入射的时间型布拉格衍射冷原子干涉重力仪理论模型,分析了实验所需的关键条件,包括原子团纵向温度,布拉格激光直径、曲率半径、频率、强度以及时序等。与已有实验数据的对比结果表明,本文所建模型合理,所得结论能够为实际构造一台布拉格衍射型冷原子干涉重力仪提供有意义的指导。     

布拉格衍射型冷原子干涉重力仪关键实验条件分析

介绍了一种基于n阶布拉格衍射的新型冷原子干涉重力仪,可以进一步提高现有拉曼跃迁型原子干涉重力仪的测量灵敏度和稳定度。在介绍布拉格衍射型原子干涉重力仪基本原理的基础上,建立了原子平行驻波入射的时间型布拉格衍射冷原子干涉重力仪理论模型,分析了实验所需的关键条件,包括原子团纵向温度、布拉格激光直径、曲率半径、频率、强度以及时序等。与已有实验数据的对比结果表明:所建模型合理,所得结论能够为实际构造一台布拉格衍射型冷原子干涉重力仪提供有意义的指导。     

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.     

L波段掺铒光纤放大器增益钳制及提高特性研究

报道了一种新型980 nm激光二极管(LD)泵浦高增益的掺铒光纤放大器(EDFA).通过加入中心波长为1 550 nm光纤光栅(FBG)可以明显提高增益,并分析了增益钳制的原理.实验得到其增益比无FBG结构EDFA提高8 dB,并得到了小信号输入时增益25 dB的有效钳制.     

高双折射光子晶体光纤用于温度传感的研究

文中分析了高双折射光子晶体光纤用于温度传感的应用。在高双折射光子晶体光纤的特定空气孔中填充折射率温度系数高的液体材料,温度的变化会导致光纤传输特性的变化,通过检测其双折射的变化从而实现温度传感。文中运用平面波扩展法计算分析了该新型光子晶体光纤的双折射特性随温度变化的关系。     

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.