分布式光纤喇曼温度传感器的循环解调法

为了抑制温漂噪声积累,瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,考虑了最近测量瑞利背散射光曲线解调反斯托克斯背向散射光温度曲线方法,即循环解调方法;该方法提高了系统的测温精度、稳定性,降低了系统的成本.实验结果与理论分析一致,系统的测温精度达±0.05℃.

1.55μm喇曼温度传感器的强循环解调方法

针对1.55μm喇曼滤波器的隔离度不高的情况,提出了抑制背景噪声、热漂噪声积累、瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光的喇曼温度传感器的强循环解调方法。提高了系统的灵敏度、温度测量精度和稳定性;取消了恒温槽,降低了系统成本。实验表明,该解调方法使温度测量精度达到±0.05℃。

带光放大器的分布式光纤拉曼温度系统

详细阐述了红外双波长带光放大器的分布式光纤拉曼温度系统原理,为了抑制放大器的自发辐射增长、温漂噪声积累、瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,采用两条已知温度的曲线和最近测量温度曲线的解调方法,提高了系统的测温精度和稳定性并降低了系统的成本。实验结果与理论分析一致,系统的测温误差在±0.1℃内。

滑坡崩塌岩体推力监测用分布式OTDR技术

提出了一种用圆形弹膜片和微弯调制机构进行应力传感,用光时域反射探测(OTDR)技术进行测量的分布式光纤应力传感方法。全面阐述了单模光纤微弯应力传感原理及应力传感器的动态范围与分布个数的关系。提出了一种不需要双光路信号就减小了光源波动及环境因素对测量的影响的解调应力方法。建立起了对岩体推力进行监测的试验系统,野外试验表明该传感器具有高灵敏度、高空间分辨率、工程实用性好的特点。

带光纤环的分布式光纤拉曼温度系统

为了抑制分布式光纤拉曼温度系统的温漂和瑞利散射光窜扰反斯托克斯散射光,在传感光纤前端盲区后放置光纤取样环,用瑞利散射光解调反斯托克斯散射光及用光纤取样环的温度计算光纤线上其它点的温度,提高了系统的测温精度和稳定性。采用功率100 mW,波长1.55μm,脉宽10 ns脉冲激光器和15 dB前置光纤放大器,100M14bitA/D转换卡及DSP作数字平均构建光纤拉曼温度系统的实验,实现了测温误差在±0.03℃内。

4n-2阶发展方程的算子半群

针对高价发展方程的形式解,将二阶发展方程扩展为时滞分布参数系统标准型中的4n?2阶发展方程,同时构造内积形成4n?2维Hilbert空间。将4n?2阶发展方程转化为一阶发展方程组,求得4n?2阶发展方程的生成算子和在一定的条件下生成半群。构造出半群的结构式并证明其具有的基本特征。当n=1时为二阶发展方程型的Golstein算子半群。

关于一个线性算子群的问题

在一个线性算子群应用于二阶线性发展方程求解的思路基础上［１］，归纳其中的生成算子为ｎ阶矩阵形式，进一步提出了该生成算子的线性算子群，在巴拿赫空间中证明了这个线性算子群的基本特征，且是高阶线性发展方程求解理论的基础部分。当然。

喇曼温度传感器的一种改进解调方法

从信号处理的角度,改进了托克斯背向散射光曲线解调反斯托克斯背向散射光温度曲线,消除了系统背景噪声,抑制了温漂噪声积累、瑞利背向散射光子窜扰斯托克斯和反斯托克斯背向散射光子,提高了系统的灵敏度、测温精度和稳定性,且降低了系统成本。实验表明改进了的温度解调方法使温度误差在±0.1℃内。

4n-2阶发展方程的酉半群讨论

将4n-2阶发展方程转化为一阶发展方程组,求得4n-2阶发展方程的生成算子,在一定的条件下由E.Hille-E.Yosida定理生成半群。讨论了4n-2阶发展方程的生成算子生成的算子半群的酉性,研究表明:n>1时均要附加共轭算子范数相等条件时才构成酉群,当n=1时称Golstein酉群,提供了比文献[3]更简便的半环证明方法。

二阶分布参数系统反射反馈的极点配置

讨论了二阶分布参数系统反射反馈的极点配置问题,即在二阶发展方程描述的控制系统中,考虑反射控制律反馈的闭环控制系统的反本征值问题;在复可分的Hilbert空间中,将算子的非零单重的二次本征值问题转化为算子扰动的一次本征值问题,获得了本征值是内积方程的根的重要结果,在构造的单重极点的半纯函数得到了问题的解和解的构造性表达式。

一个线性算子半群的扰动

考虑Ｅ．Ｈｉｌｅ－Ｅ．Ｙｏｓｉｄａ线性算子（半）群和Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ算子（半）群；在文献［１，２］基础上，提出了一个生成算子的扰动产生算子半群，证明了该算子半群的扰动具有的基本特征：算子依范数收敛，强连续性，唯一性及可微分性。从生成算子的角度说明这个算子半群的扰动与四阶闭环分布参数控制系统的关系。

中红外ZBLAN光纤拉曼激光器的理论分析与设计

根据ZBALN光纤拉曼激光器的结构,理论分析了中红外ZBLAN光纤级联拉曼激光器运行方式并建立了泵浦光和斯托克斯光的非线性耦合方程组。基于该方程组,对用高功率掺铥光纤激光器泵浦ZBLAN光纤产生拉曼频移时泵浦光和斯托克斯光在光纤中的演化过程进行了仿真。为了提高激光器性能,对光纤长度、输出耦合器反射率、泵浦功率等激光器参数及其对激光器性能的影响进行了数值分析。数值计算结果表明,用掺铥光纤激光器泵浦ZBLAN光纤可以以较高的光光转换效率产生更长波长的拉曼激光。不同的光纤长度和输出耦合器反射率相互影响,并共同影响激光器的性能。根据以上分析,最终获得了高性能的ZBLAN光纤拉曼激光器的优化参数。

基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器

研制了一种基于可调F-P滤波器的线性波长扫描窄线宽光纤激光器。该激光器采用环形腔结构,以高增益掺Er3+光纤(Er30-4/125)作为增益介质,以保偏掺Er3+光纤(EDF08-PM)作为可饱和吸收体抑制跳模,同时结合F-P滤波器选频,获得了单频窄线宽的激光输出。通过线性调节F-P滤波器的驱动电压,实现了对激光器波长的线性扫描。在两只975nm单模激光器的双向泵浦下,实验中测得激光器阈值为15mW,最大输出功率为24.3mW,3dB线宽约为5.2kHz。当F-P滤波器在6.1~10.2V的线性电压驱动下,激光器波长的线性扫描范围为1 542.404~1 558.836nm。

基于一种高精度解调法的布里渊温度传感系统

针对采用瑞利散射和布里渊散射强度解调的分布式光纤布里渊温度传感系统中存在的系统温漂及光纤应力等噪声因素影响,提出了采用多个已知分段温度分布曲线来解调待测温度分布曲线,取其平均值作为测量值的新方法。系统实验表明,采用该解调法的分布式光纤布里渊温度传感系统能有效提高测温精度和稳定性,降低系统成本,系统的测温精度达到±0.07 K。

分布式OTDR滑坡岩体推力监测系统的研究及应用

提出了一种用圆形弹膜片及微弯调制机构,进行滑坡崩塌岩体推力传感的分布式光纤传感系统以及一种不需双光路信号,就可减小光源波动及环境因素对测量的影响解调应力方法。推导出传感器的动态范围与分布个数的关系、传感器的灵敏度与应力的关系及瑞利后向散射光功率与应力的公式。建立起对岩体推力进行监测的试验系统。试验表明该传感器具有线性度好、重复性、准确度高及工程实用性好的特点。光纤传感器与其它类型的传感器相比,具有抗电磁干扰、结构简单、性能可靠、耐水性及电绝缘好、耐腐蚀;测量对象广泛,适用于多种物理量的监测;对待测场能够进行远距离、连续实时、分布式测量。因而在许多安全监测领域逐步受到人们的注意。分布式光纤压力传感器在桥梁、水利工程、建筑以及地质工程灾害监测中有着十分广泛的应用前景。其发展受到普遍的重视。目前高分辨率、高灵敏度的分布式光纤应力传感器多采用光相干方式,其光路结构复杂、调整难,工程实用性差。文中介绍的仪器为一种基于OTDR的分布式光纤压力传感器,具有较高的空间分辨率和测量灵敏度,工程实用性好。直接采用光纤应变传感器对滑坡、崩塌岩体、滑体推力进行监测,预测预报其灾害的发生,对滑坡、崩塌岩体防治工程监测,检测其施工质量,均具重要的现实意义。

基于光栅Sagnac环的自发布里渊散射检测方法

提出了一种采用光纤光栅(FBG)Sagnac环对光纤中自发布里渊散射信号进行直接检测的新方法,从理论上分析了FBG Sagnac环滤波器的传输特性。研制了非对称结构的FBG Sagnac环,并应用在自发布里渊散射光谱测量和分布式温度传感实验系统中。通过控制压电陶瓷(PZT)两极的电压对FBG Sagnac环的臂长差进行精确调节,实现了自发布里渊散射信号与瑞利散射信号的有效分离及检测。

一种新型解调法的光纤布里渊温度传感系统

在基于瑞利散射和布里渊散射强度解调的分布式光纤布里渊温度传感系统中,为了抑制系统温漂和光纤中的应力等噪声因素影响,提出了采用最近已知温度分布曲线来解调待测温度分布曲线的新方法,并在设计的传感系统中进行了实验。实验结果表明,采用该解调法的分布式光纤布里渊温度传感系统能有效提高测温精度和稳定性,降低了系统的成本。系统的测温精度达到±0.09 K。

LiNbO_3光波导输出光场分布的测量

介绍了用二维扫描振镜测量LiNbO3光波导输出光场分布的方法。分析了影响测量准确性与空间分辨率的因素。同CCD摄像法比较，该方法具有更广的波长适应性。

运动目标光流场算法研究进展

光流场技术是一种全新的用于目标跟踪的技术,主要用于机器视觉识别,自动飞行器导航和天气预报监测等。与传统的技术相比,光流场技术的优势主要是目标分割的简易性,实时性和准确性。图像中的运动分析在计算机视觉中占有十分重要的地位,所以光流场已成为热点研究领域之一。本文首先介绍了光流场算法的演变历史,然后分析当今世界几种先进的算法,如内插值法的光流场4D CT图重构,光流场主动轮廓法的图像序列分割,光流场全方位摄影法的成像分割,以及高速物体运动下对成像误差的影响,指出了当前我国研究工作所面临的问题和今后的发展趋势。

一种具有迈克耳逊结构的新型光时域反射仪

利用传输光纤中后向瑞利散射光携带有光纤位置、外界振动等信息的特点,采用光纤迈克耳逊结构构成干涉型光时域反射仪,有望以分布方式传感沿光纤的微小振动信号。文中设计了一种新型结构的分布式光纤振动传感器,该传感器用3dB耦合器将波长为1310nm的红外激光分为两路相干光:参考光和传感光,它们中的后向瑞利散射光在耦合器处发生干涉,干涉信号的变化点对应于振动点所在的位置。将没有振动信号、加微小振动信号和加损耗干扰三种情况分别作用于传感光纤并进行了试验对比。结果表明,在微小振动的情况下,光强变化微弱;加损耗时,光强变化显著,定位准确。