全光纤Mach-Zehnder干涉仪及其在光纤自发布里渊散射测量中的应用

从理论上分析了全光纤 Mach- Zehnder干涉仪的分光原理 ,并将所研制的全光纤单通Mach- Zehnder干涉仪和双通 Mach- Zehnder干涉仪应用于自发布里渊散射光谱的测量 。

基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤入侵行为识别系统

为实现高精度识别功能,基于Mach-Zehnder光纤传感器建立光纤入侵行为识别系统。引入多元回归统计原理,建立常用信号特征参量与设定因变量之间的多元回归方程。通过逐步引入校验方法,验证回归模型的显著性校验,实现特征的优化选取。利用选取的有效特征,构造基于感知准则的入侵行为识别系统.实验证明基于多元统计原理的入侵行为识别系统具有良好的识别准确率,且识别准确率达到83.33%。

一个新型的基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪BOTDR系统

报道了新型的分布式传感测量布里渊光时域反射 (BOTDR)系统 布里渊散射频移和强度均依赖于温度和应变 ,因此 ,BOTDR利用光纤中的自发布里渊散射作为测量信号可以实现分布式温度和应变测量 在BOTDR中 ,光源采用窄谱半导体激光器 ,并由声光调制器调制成脉冲光 ,经掺铒光纤放大器放大后 ,注入测试光纤以产生自发布里渊散射 利用双通Mach Zehnder干涉仪分离光纤背向散射中的自发布里渊散射与瑞利散射信号 ,实现了自发布里渊散射的直接检测 实验结果表明基于全光纤Mach

非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪偏振衰落及相位噪声分析

研究了非平衡光纤Mach Zehnder干涉仪因两束干涉光偏振态变化引起的偏振衰落和相位噪声问题。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论,通过详细的推导,得到非平衡光纤Mach Zehnder干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式,分析了干涉仪可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系,提出抑制偏振衰落和相移噪声的方法。

基于Mach-Zehnder干涉仪条纹成像技术的多普勒测风激光雷达鉴频系统研究及仿真

多普勒激光雷达在大气风场探测中已经得到广泛应用。相比于Fabry-Perot(F-P)干涉仪、Fizeau干涉仪,Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪作为鉴频器具有透过率高、探测谱的范围宽、能进行视场展宽而获得大光通量、所成直条纹可以与CCD匹配等优点,同时也可以实现大的风速探测范围,弥补现有直接探测多普勒测风激光雷达探测范围较小,探测灵敏度的非线性问题。分析了基于M-Z干涉仪条纹成像技术的激光雷达大气风场探测原理,对干涉仪鉴频系统进行了参数优化设计及仿真分析,通过设定实验参数,获得仿真结果,进行数据反演,得到风速值与理论结果基本一致。

基于3×3耦合器的非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪传输特性研究

研究了一般条件下基于3×3耦合器的非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪的传输特性。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论,通过推导,得到干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式,分析了干涉仪三路输出光强之间的相互关系,以及可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系。

埋入光纤Mach-Zehnder干涉仪检测复合材料梁的分层

将光纤Mach-Zehnder干涉仪的传感臂埋入到复合材料梁的中性层来检测梁的分层。不论梁是连续支撑还是简单支撑,均取得了很好的实验结果。通过用榔头连续下压梁,由光纤干涉仪可以得到一条输出曲线,从这条曲线就可以准确判断梁内部是否存在分层,以及分层的位置。

利用Mach-Zehnder干涉仪提升啁啾脉冲信噪比

基于内置电光晶体的Mach-Zehnder干涉仪,利用Mach-Zehnder干涉仪双光束干涉原理和晶体的线性电光效应,提出了一种新的能有效提高啁啾脉冲信噪比的扫描滤波方法。定量分析了其扫描滤波谱特性,探讨了预脉冲噪声延时对信噪比提升效果的影响,并讨论了电光晶体的电压控制参数对信噪比提升效果的影响。研究结果表明:预脉冲噪声的延时和控制电压的变化会对滤波效果产生较大影响,利用该扫描滤波方法可将啁啾脉冲激光信噪比提升约2个量级,且信号光透过率高达95%以上。

对光纤Mach-Zehnder干涉仪的干涉场研究

研究了光纤Mach_Zehnder干涉仪的干涉场的特性 ,并对影响干涉效果的因素进行了分析 。

基于光纤Mach-Zehnder干涉仪多普勒激光雷达鉴频器的校准及风速探测（英文）

分析了光纤Mach-Zehnder干涉仪作为鉴频器的多普勒激光雷达风速探测灵敏度及动态范围与光程差的关系.当光纤Mach-Zehnder干涉仪光程差从0.1 m变化到1.5 m时,对应风速探测范围从±199.5m/s变化到±13.3m/s.光程差为0.45m时,风速变化1m/s对应的最高灵敏度为2.15%.光程差误差将导致风速反演误差.当光程差为0.145 9m和1.088 9m时,1nm的光程差误差将导致反演风速误差分别为1.028m/s和0.138m/s.应用激光波长调谐的方法得到光纤Mach-Zehnder干涉仪的透过率曲线,由自由光谱范围精确确定了光程差的值.应用此干涉仪作为鉴频器的激光雷达完成了实际风速探测,反演风速与相干探测风速具有较好的一致性,证明了校准探测的正确性.

基于多模-细芯-多模光纤结构的Mach-Zehnder干涉仪的温度传感实验研究

介绍了一种基于纤芯失配的光纤Mach-Zehnder干涉(MZI)液体温度传感器。并对所制作的传感器进行了环境溶液温度响应特性实验研究,实验结果表明干涉谱峰值波长漂移量与溶液温度变化量之间存在良好的线性关系,当环境溶液温度变化范围在26~90℃时,传感器相应灵敏度为42.6pm/℃,线性度为0.994,且该传感器能够很好的消弱环境液体折射率变化对干涉谱峰值波长的影响,溶液折射率在1.345~1.403变化范围时,灵敏度仅为0.247 nm/RIU。

双非对称Mach-Zehnder干涉仪量子密钥分发系统误码率的研究

对双非对称Mach-Zehnder干涉仪量子密钥分发系统的误码率做了系统的理论分析。详细分析了两 Mach-Zehnder干涉仪臂长的不对称性、光纤的双折射以及环境温度等因素对误码率的影响,并导出了定量的数学表达式。研究结果表明,两个Mach-Zehnder干涉仪臂长的不对称引起的误码率服从高斯分布;由光纤双折射引起光脉冲干涉时偏振方向不一致引起的误码率服从正弦分布;干涉仪中的温度变化对误码产生极大的影响。

大孔径静态干涉光谱成像系统(LAS IS)中实体Mach-Zehnder干涉仪加工误差容限分析

简要叙述了LASIS光谱成像系统的原理和仪器构成,针对LASIS光谱成像仪像方视场与干涉数据单边过零采样的要求,通过对实体Mach-Zehnder横向剪切干涉仪结构和光路进行分析,并对比Sagnac型横向剪切干涉仪的结构,研究了该干涉仪的附加光程差与加工误差的关系,给出了附加光程差公式和误差容限公式,对探测器阵面上光程差变化的非线性效应影响进行了分析和仿真。结果表明,相比Sagnac型横向剪切干涉仪,因实体Mach-Zehnder干涉仪的非共光路特点产生的附加光程差会导致探测器上的零光程位置的偏移,为保证过零单边采样的要求,需对干涉仪的尺寸误差进行严格约束,其中组成干涉仪的两块非对称五角棱镜非对称量的匹配误差小于0.02mm;而探测器上光程差变化的非线性效应引起的光谱复原误差小于0.2%,基本可以忽略不计。

基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的温度测量系统

设计了一种可测量小范围温度扰动的全光纤M ach-Zehnder干涉测量系统。简单介绍了全光纤M ach-Zehnder干涉仪的基本结构和工作原理,并推导了干涉条纹移动距离与测量臂长度变化之间的关系式;在理论分析的基础上,搭建了一全光纤M ach-Zehnder干涉仪系统,通过在有标识刻线的接收屏上直接观察测量干涉条纹的移动距离来确定测量臂光纤的温度变化,最终,确定了测量臂光纤加热温度和干涉条纹移动距离之间的关系;通过实验结果分析可知,该干涉系统可实现小范围温度扰动的准确测量,测量精度可达到℃/18。

复合材料分层检测用光纤Mach-Zehnder干涉仪

发展了一种能够有效检测复合材料分层的光纤Mach Zehnder干涉仪。用一只2×2耦合器和一只3×3耦合器构成光纤干涉仪,输出信号经A/D转换后送入计算机,用软件进行信号解调。将此干涉仪的一个臂埋入材料内部或粘贴在复合材料表面,沿光纤逐点下压材料,通过光纤干涉仪测量出传感光纤形变的大小和方向,这样就能够有效的检测出材料内部是否存在分层。

基于Mach-Zehnder干涉仪的温度与位移传感器的传感特性

基于Mach-Zehnder干涉仪光纤温度与位移传感器的理论、方案和相关技术,利用光谱漂移直接测量的信号检测方法,实现了温度和位移的传感.实验结果表明:温度传感器其传感臂的有效长度大于0.49 cm时,灵敏度随传感臂在温度场中长度的增加而增加,且二者具有很好的线性关系.在位移传感器的传感测量中,灵敏度与传感臂有效长度有线性变化关系,在有效归一化位移量大于a.u./6.5时,其灵敏度达到饱和.

臂长差啁啾型级联Mach-Zehnder干涉仪滤波性能

为增大自由频谱区(FSR),优化级联Mach-Zehnder干涉仪(MZIs)的带通滤波性能,利用其与阶梯形滤波器原理的相似性,用啁啾型臂长差替代恒定臂长差.用传输矩阵法建立了臂长差啁啾型级联MZI的数学模型,分析3 dB带宽及FSR的变化规律,验证了理论模型及分析方法的正确性.仿真结果表明,通过合理选取啁啾系数,臂长差啁啾型级联MZI同时获得了较大的FSR和较小的3 dB带宽,且最佳啁啾系数随衍射级数增大而增大.

基于Mach-Zehnder干涉仪的复合材料梁分层检测

将光纤干涉仪的一个臂粘贴在复合材料梁的表面,用逐点下压的方法实现了复合材料的分层检测。试验证明:在简单支撑下分层信息可能淹没在梁本身的变形中,但在连续支撑下,能够有效地检测出材料中是否存在分层及分层的位置。试验测试和理论仿真获得了一致的结果。

基于Bitaper-LPFG-Bitaper结构的全光纤Mach-Zehnder干涉仪的温度传感特性

提出并制作出一种基于锥体光纤-长周期光纤光栅-锥体光纤结构的全光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪传感器,并对其温度传感特性进行了研究.实验结果表明,固定光纤锥体和长周期光纤光栅的结构,仅改变两个光纤锥体之间的距离,对应不同的M-Z干涉谐振峰呈现出不同的温度传感特性:随着两个光纤锥体之间的距离增加,位于短波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度减小,而位于长波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度增加.当传感器长度为16.5cm时,在1 680nm附近的温度灵敏度达到0.102 06nm/℃.实验结果对于锥体光纤-长周期光纤光栅组合型温度传感器的优化设计具有重要参考价值.