双法布里-珀罗干涉仪的非线性控制

研究双法布里 珀罗干涉仪 (DFPI)的非线性控制 ,在所提出的补偿环境及其它影响因素的并行硬件仿真系统 (PSHS)基础上 ,进一步用描述函数方法讨论系统中主要环节 ,压电类器件和法布里 珀罗 (FP)干涉腔的非线性问题 ,包括对象的非线性动态特性建模和控制系统的稳定性分析、控制器参数确定等 ,并且用现有装置验证了理论分析的结果。

端面腐蚀的双法布里-珀罗光纤温度传感器

针对环境测温,特别是在复杂环境中温度传感器的小体积、低成本、抗干扰以及高灵敏度的要求,提出了基于端面腐蚀的双法布里-珀罗光纤温度传感探头。以长为2cm的光子晶体光纤作为第一个F-P腔体,在它的一个端面熔接普通单模光纤,熔接面形成第一个反射镜面;然后,在它另一个端面熔接多模光纤,熔接面形成第二个反射镜面;最后,以多模光纤作为第二个F-P腔体,并用氢氟酸将其刻蚀成探针结构,同时在腔体末端形成了第三个反射镜面。以此复合结构作为传感探头,结合多光束干涉的传感原理,构造了双F-P结构的波长调制型传感器,并搭建了温度传感测试系统。测试结果表明:在28～81℃内,随着温度增加,该传感器的反射光谱波长逐渐红移,温度与波长偏移量的线性相关系数高达0.998 37;该传感器传感性能良好,灵敏度达64.6pm/℃。该传感器在复杂环境中对小范围温度测量具有潜在的应用价值。

激光双法布里—珀罗干涉纳米测量系统的理论分析

本文设计了一种基于双法布里—珀罗干涉仪、采用计算机实时控制处理、以轻拍式探针为传感器的新型纳米测量系统 ,描述了该系统的工作原理 ,详细进行了系统的理论分析。提出了通过测量双法布里—珀罗干涉仪透射光强基波幅值差或基波等幅值过零时间间隔的方法进行纳米测量的理论基础 ,分析了轻拍式探针的振动模型 ,给出了检测探针振幅变化的新方法及理论依据。

激光双法布里——珀罗干涉纳米测量系统的理论分析

本文设计了一种基于双法布里—珀罗干涉仪、采用计算机实时处理、以轻拍式探针为传感器的新型纳米测量系统,描述了该系统的工作原理,详细进行了系统的理论分析。提出了通过测量双法布里—珀罗干涉仪透射光强基波幅值差或基波等幅值过零时间间隔的方法进行纳米测量的理论基础,分析了轻拍式探针的振动模型。

基于直接相位解调的双光纤法布里-珀罗位移传感器

条纹计数法解调精度受限,而常用的高精度外差调频解调法(如相位生成载波法、线性调频法),在光源调频过程中伴生有幅度调制并且调制解调系统复杂。提出了一种基于双光纤光路相位解调的法布里-珀罗(F-P)位移传感器,原理上省去了光源调频过程,在提高检测精度的同时,成本与条纹计数法相当。与已有报道的双光路结构不同的是,该传感器对两干涉光路之间相位差无严格要求,安装调节简单,降低了传感器的工艺难度。位移测量实验结果表明,该传感器在0～500μm的测量范围内,线性度为1.1%,误差限值为±3μm。

基于Vernier效应的法布里-珀罗传感器增敏方法

设计了一种分离型光纤传感增敏结构,并联连接两个腔长相近的法布里-珀罗(F-P)腔。理论分析了此结构的增敏原理并制备了两组增敏结构。实验结果表明,增敏结构的压强灵敏度值由单F-P结构的4.85 nm/MPa提高到43.95 nm/MPa,温度灵敏度由单F-P腔的0.0675 nm/℃提高至0.40364 nm/℃,在相同温度下采用双腔结构可消除温度交叉敏感对测量结果的影响。此结构克服了集成式增敏结构的缺陷,在不影响原传感器结构的情况下提高了灵敏度,且可通过更换辅助腔来调节灵敏度,具有移植性好和交叉敏感小等优势。

用于光纤F-P声压传感器的直流补偿解调技术研究

提出了一种改进的双腔直流补偿技术,用于解调非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感器,以消除腔长差与入射光波长相匹配的要求。通过消除直流分量和校准信号相位,可以从具有任意相位差的原始信号中获得两路正交信号。通过理论仿真,制作了具有不同腔长差的EFPI光纤传感器,对所提出的方法进行了试验验证。结果表明,该方法在解调双FP腔EFPI传感器时,不需要保证初始相位差恒定,且对腔长漂移不敏感,具有良好的稳定性和实用价值。