串行声光调制的非保偏光链路外差算法实现光纤水听器低噪声稳定解调

传统外差算法用于干涉型光纤水听器信号解调时,需要产生具有稳定频差的双脉冲光,常见的解决方案是在马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的两臂并行接入不同频率的声光调制器(AOM)。上述方案中,两台独立AOM的运行差异会引入额外噪声,而含有AOM的保偏光链路体积大,难以有效隔振,抗环境干扰极差。基于此,引入迈克耳孙干涉仪(MI)光路先产生同频同偏振的前后光脉冲,再利用串行在输出光路上的后级AOM分时切换调制频率,使双脉冲光之间产生光频差。相比于传统方案,所提出的差频产生光路的频差由同一AOM产生,无分立器件性能差异的影响,同时更小体积的非保偏MI光路易进行抗振设计和封装,因此所提方案具有更强的抗干扰能力。实验结果表明:MI加串行声光调制的外差方案在10 Hz、100 Hz、1000 Hz 3个频点的解调噪声功率谱密度(PSD)分别低至-90dB/√Hz、-100dB/√Hz和-104dB/√Hz;8 h内,10 Hz频点的解调噪声起伏小于2 dB,100 Hz和1000 Hz两个频点的解调噪声起伏均低于1 dB,实现了光纤水听器低噪声高稳定解调,满足实际应用需求。

利用三频外差方法获取小型工业零件三维面型信息

随着以智能制造为主导的工业4.0时代到来,“机器视觉”可取代人工帮助企业有效提高生产效率和降低生产成本,在智能制造中占据核心地位。为了更好地培养新时代智能制造人才,在教学过程中需有机结合“机器视觉”理论知识与其现实中的实用价值。本文采用基于三频外差原理的光学三维测量方法实现了对某小型工业零件三维面型信息获取。将三种不同频率的条纹图案依次投影到被测物体表面,利用相移和三频外差相位展开算法可以从相机采集到的经被测物高度调制后的变形条纹图中得到包含被测物体面型信息的展开相位,对测量系统进行标定,得到相位与真实高度间的映射关系,在此基础上进一步获取被测物的真实三维面型信息。此外,通过投影白色图片到被测物并对相机采集到的图片进行阈值分割的方式对重建出的被测物三维面型中的阴影区域实现了定位,从而去除了重建结果中的无用阴影区域面型信息。

基于数字信号处理的干涉型光纤传感器检测系统的研究与设计

本文基于数字信号处理技术,对干涉型光纤传感器数字检测系统进行研究与设计.分析了合成外差解调算法的基本原理,描述了检测系统的整体构架.重点讨论了采用DSP Builder技术对解调部分的设计,实现解调算法的数字信号处理和智能化数据传输接口并行工作,使系统实时、线性地跟踪到被测信号.通过实验测试,该解调系统的工作频带约为10 Hz^1kHz,具有较好的抗干扰性.

Methane concentration detection system based on differential infrared absorption

The infrared absorption method for methane concentration detection is an ideal way to detect methane at present. However, it is difficult to spread this method due to its high cost. In this paper, by using a wideband infrared light emitting di- ode （LED） accompanied with a PIN photo electric diode, a low-cost methane detection system was designed. To overcome the shortcomings caused by the wide working band, a differential light path was designed. By means of a differential ratio algo- rithm, the stability and the accuracy of the system were guaranteed. Finally, the validity of the system with the proposed algo- rithm was verified by the experiment results.