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。     

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℃).     

电发火系统感应电流测试方法研究

对电发火系统在电磁环境下的感应电流测量采用一种新型的白光干涉型光纤测温仪。通过测量电发火系统中电火工品桥丝在电磁环境下温度的变化,利用桥丝温度和感应电流的关系,测量出桥丝上的感应电流,进而对弹箭系统进行电磁环境效应评估。     

飞秒激光脉冲测量原理与数值模拟分析方法

飞秒fs(1fs=10~(-15)s)激光脉冲测量是飞秒激光技术中非常重要的研究内容,由于测量的复杂性,操作上一般是实际测量与数值模拟结合进行,因而非常注重测量的方法性,但在实际测量中,许多测量者只注重单一方法的使用,最终往往很难达到理想的结果。为此,在对自相关测量法原理作简要介绍的基础上,着重阐述了近年发展起来的基于其上的光学频率光栅开关法(FROG)和自参考光谱位相相干电场重建法(SPIDER)的原理,及其数值模拟分析方法,以给实际测量者提供一个较全面的方法参考选择。     

基于激光推进的光船发射任务设计与参数优化分析

针对发射初始质量为100kg的光船到近地圆轨道的任务,研究了激光平均功率、激光大气传输特性、光船激光接收面面积、发动机比冲、发动机能量转化效率等参数之间的相互关系及光船飞行任务的优化问题。针对激光发射光船的具体要求,由功率估算公式计算出激光平均功率,从激光作用范围估算出光船的激光接收面的最小面积;基于光船飞行动力学模型,结合估算的参数,应用序列二次规划方法优化计算出光船飞行的最优弹道。计算结果表明,光船入轨质量可达到35.5kg,最优比冲为8140m/s。     

金属粉末激光熔覆成形温度场的数值分析

通过建立移动激光热源作用下熔覆温度场的数值分析模型,用数值模拟的方法对激光烧结金属粉末温度场进行了分析,得到不同工艺参数下熔覆过程中基体的温度等值线分布图,并分析了扫描速度和送粉率对温度场的影响,为合理选择激光熔覆成形工艺参数提供了理论依据。     

光纤法测量表面粗糙度的影响因素分析

由于光纤法测量表面粗糙度易受到传感器光源、零件材料、零件加工方法和测量环境的影响,从而降低了测量的精度。针对这些影响因素进行了分析,提出了解决办法,从而提高了测量精度。     

BP网络的优化及其在光纤陀螺温度漂移建模中的应用

针对BP网络存在易陷入局部极小和收敛速度慢的问题,采用遗传算法(GA)优化BP网络;采用混配的方法,对遗传算法进行了改进,克服了遗传算法中所存在的种群内过早收敛的缺点,并在光纤陀螺温度漂移建模中,取得了预测的效果。     

重复脉冲激光辐照InSb(PV)型探测器的热损伤

在建立高斯型重复脉冲激光辐照InSb(PV)型探测器物理模型的基础上,采用近似解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的二维温度场。通过数值分析得出了在激光辐照时,InSb(PV)型探测器的温升与时间的关系,并计算出相应的损伤阈值。研究表明:在高斯型重复脉冲激光辐照下,损伤阈值受到脉冲数目、宽度、重复频率以及脉冲激光光斑半径的影响,InSb(PV)型探测器会发生熔融损伤,发生于迎光面的光斑中心。对于一定厚度胶层的InSb(PV)型探测器,只有强度大于一定阈值时重复脉冲激光的辐照才可能发生熔融损伤,越薄的胶层对应的损伤阈值越大。为了增加InSb(PV)型探测器的激光对抗能力,应该减小胶层厚度。     

反射面的倾斜度对RIM-FOS光强调制特性的影响

对反射式强度调制型光纤传感器 (RIM FOS)中光纤轴与反射面的垂直度对光强调制特性的影响问题进行了细致的研究 ,建立了相应的数学建模 ,给出了反射面在不同倾斜角时的光强调制特性曲线及特性参数的定量计算结果 ,并据此提出光纤轴应与反射面垂直的结论