双M-Z型光纤微振动传感器光波随机偏振分析

对应用于分布式微振动传感的双M-Z型光纤传感器进行偏振分析,阐明光波偏振态随机变化导致时间差振动定位方法失效的原因。分析表明,光波偏振态随机变化引起两干涉输出的幅值波动,同时在两干涉输出间引入取值范围是-π~π的相位差,可使双M-Z型光纤传感器处于两个不同的工作点,造成同一相位调制产生两个不相关的干涉输出,导致基于信号相关的时间差振动定位方法失效。光路实验验证了理论分析的结果。

双M-Z干涉仪中Y分支波导设计与分析

介绍了分支波导和S形弯曲波导,设计了对称双Y分支S形弯曲波导的结构,并计算了其弯曲损耗。对1/2Y和1/4Y分支波导的传输及弯曲损耗随长度的变化进行了模拟仿真,结果表明,设计的双Y分支波导达到了低损耗的要求。最后对双M-Z干涉仪的光场传输进行了二维各向同性仿真,得到其光场传输图和折射率分布图。结果表明,设计的双M-Z干涉仪的分光比可达1∶1∶1∶1。

长距离双M-Z干涉型振动传感器实时定位算法研究

提出了一种基于离散小波预处理的长距离双Mach-Zehnder(M-Z)干涉型振动传感器实时定位算法。在进行互相关时延估计前,首先利用离散小波分解寻找振动起始点,并提取出有效数据域,在显著提高运算速度的同时,有效降低了各类相干噪声和干扰引入的定位误差。利用总长30.498km的普通室外光缆进行了现场实验,结果表明,算法在2MHz采样率情况下达到了50m的定位精度,定位时间不超过1s。

基于双通道M-Z干涉仪的FBG光开关研究

为降低电光开光的插入损耗并提高性能,提出了一种基于双通道可调谐马赫-曾德(M-Z)干涉仪制作的光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)光开关,通过改变干涉仪中的可调电动光纤延迟线的延迟时间,实现滤波谱周期的可调谐。通过改变干涉仪其中一臂的延迟时间设定,该光开关能够实现对设定波长光波的开关功能。对光纤M-Z干涉滤波原理进行了理论分析,使用C波段宽带放大自发辐射光源对双通道可调M-Z干涉仪的性能进行了测试。结果表明,其可实现大范围及高精度的滤波调节功能。对基于双通道可调谐马赫-曾德干涉仪制作的FBG光开关,通过FBG开关性能检测系统实验,得到该光开关在波长为1 550nm处的输出光谱,光开关的消光比达到25dB。结果表明,该光开关能够实现大范围高精度滤波功能,具有高消光比、结构简单和易于调节等优点。

基于FPGA和DSP的全数字PGC解调系统设计

本文设计了基于FPGA+DSP的全数字相位载波(PGC)解调系统,用于消除双臂干涉型光纤传感器中固有的相位漂移,采用FPGA实现混频相乘和低通滤波环节,采用DSP实现其余的PGC解调环节。在FPGA软件设计过程中,通过使用知识产权(IP)核提高了程序的质量和稳定性。在DSP软件设计过程中,将其余PGC解调环节设计为中断服务程序,接受FPGA产生的中断以完成后续PGC解调过程。浮点数据格式的使用提高了数据的动态范围同时提高了解调精度。实验结果验证了全数字PGC解调系统的设计。

基于分布式传感光纤的模式识别及定位技术

随着经济的快速发展,社会安全也随之变得相当重要,同时一些犯罪分子所采用的犯罪手段也是更加复杂以及高科技;而传统的安防措施大多采用电传感或依靠人力监视,已经无法有效的保证人们的财产以及人身安全.因此,本文提出一种基于双M-Z结构的光纤周界系统,利用光纤的特性进行干扰信号的模式识别,再利用整个周界系统的特殊结构对干扰信号进行高效率的响应以及报警,甚至可以完成准确定位功能.通过对信号处理技术,增大了采集信号的信噪比,实现了良好的识别率以及较高的定位准确率.

自适应光纤量子保密通信系统

在双M-Z干涉仪系统上采用跟踪相位变化适时进行密钥分配,实现了80 km稳定的量子保密通信,误码率≈6.0%,50 km以下误码率<3.5%,稳定时间达数天,并且通过局域网实现了密钥分发和文档传送。该方案用于其它量子密钥分配(QKD)系统也可提高稳定性,向实用化又迈进了一步。