基于水凝胶溶胀特性的全光纤萨格纳克环pH传感器

根据水凝胶在不同pH溶液中的溶胀程度不同,研制出了一种基于水凝胶溶胀应力的光纤萨格纳克环pH传感器,选择溶胀性能较好的聚丙烯酰胺水凝胶作为传感媒介。在不同pH溶液中,水凝胶溶胀的差异性引起保偏光纤的轴向应力发生变化,使得萨格纳克环的输出光谱发生偏移,通过表征光谱的偏移量实现pH传感。该传感器在pH为2~12的范围内呈线性响应,灵敏度为0.947nm/pH。实验结果表明,该传感器具有良好的鲁棒性、稳定性和重复性。

采用萨格纳克干涉仪与螺旋相位片生成矢量光束

萨格纳克干涉仪中传播的两束光具有相同的光程,因而适合用于高稳定的合束系统,螺旋相位片作为无源、分离器件具有螺旋光束转化效率高、工作环境适用条件低等优点。研究将萨格纳克干涉仪和螺旋相位片结合起来生成矢量光束的方法具有重要的研究意义。通过分析光束的轨道角动量态和偏振态在萨格纳克干涉仪中的演化规律,优化设计出了等腰直角三角形的合束光路结构。合束装置可以不使用1/2波片进行光束偏振态调制,因此光路结构更紧凑和稳定。通过旋转检偏器方法测量了生成矢量光束的阶数。实验结果证实了合束方法的高稳定性和高效率。

光纤萨格纳克干涉仪在应变传感器中的应用

文章介绍了萨格纳克干涉仪在光纤应变传感器中的应用,阐述了这种传感器的结构和工作原理,与普通干涉仪相比该系统的线性范围扩大了数百倍,并且系统不受外界缓变量的影响,线性度为0.18%,灵敏度为0.15V/με。

萨格纳克型的光纤振动传感器

研制了一种探针型的萨格纳克型光纤振动传感器,利用贝塞尔函数递推公式推导了振幅的测量算法。传感器使用980nm激光通过掺饵光纤泵浦出的1550nm的宽光谱光源,利用振动源在光纤环中产生的非互易相位调制,在输出端获得干涉信号。利用传感器对频率为8.1kHz到11.3kHz的振源进行了测量,实验数据与仿真分析一致,频率测量误差不超过0.6%,振幅测量数据的离散程度较小。

萨格纳克干涉仪级联的高灵敏度温度传感器

设计了一种由两个萨格纳克干涉仪(SI)级联组成的光纤温度传感器,并用实验证明了传感器在游标效应下的温度灵敏度放大特性。该传感器由两段不同长度的熊猫保偏光纤构成两个SI,然后两个SI旋转一个角度级联在一起组成一个温度传感装置,其中SI_(1)用着温度传感,SI_(2)用着参考。由于两个SI具有相近的自由光谱范围,级联时它们干涉谱叠加形成一个自由光谱范围很大的低频包络线。利用包络线漂移来考察温度变化,能够获得放大的灵敏度。实验结果显示级联后传感器的温度灵敏度为11.03 nm/℃,而单个SI_(1)单独测量温度的灵敏度为-1.01 nm/℃。因此利用游标效应后,灵敏度增加了10.9倍,而且实验测量结果与理论计算结果基本吻合。

基于萨格纳克环与光栅的双波长光纤激光器

报道一种基于保偏光纤的萨格纳克环与级联的光纤布拉格光栅的双波长掺铒光纤激光器,该激光器采用简单的线性腔结构,所用的萨格纳克环担当了梳状滤波器,光栅组构成了波长选择器件;在偏振烧孔的作用下,通过调整偏振控制器,激光器能够输出5种不同的激发模式,其中,双波长2种,单波长3种;所有的激发线具有小于0.3nm线宽,大于24d B的光学信噪比;同时,该激光器展示了较好的波长与峰值功率稳定性。

基于游标效应的萨格纳克干涉仪温度传感器

提出了一种基于光学游标效应的级联光纤萨格纳克干涉仪和光纤模态干涉仪高灵敏度温度传感器,并对其传感特性进行了实验研究。光纤萨格纳克干涉仪由一段保偏光纤和3 dB四端口耦合器组成,光纤模态干涉仪由一段少模光纤与两段单模光纤熔接形成。选取光纤萨格纳克干涉仪作为温度传感器,光纤模态干涉仪充当滤波器。通过控制保偏光纤和少模光纤的长度,使光纤萨格纳克干涉仪的自由光谱范围为2.63 nm,光纤模态干涉仪的自由光谱范围为2.82 nm,两者的自由光谱范围相近又不相等,从而形成光学游标效应。实验结果显示,单个光纤萨格纳克干涉仪的温度灵敏度为-1.30 nm/℃,级联光纤模态干涉仪后,其温度灵敏度提高到-18.19 nm/℃,放大倍数为13.99。该传感器制造工艺简单,稳定性好,不需要特殊的增敏材料来提高灵敏度。

基于全光纤萨格纳克干涉仪的温度不敏感磁场测量

研究了双折射磁光光纤萨格纳克(Sagnac)干涉仪透射谱的磁场和温度敏感性.实验表明,干涉仪透射谱会随着温度的增加向短波长移动(温度系数为0.435nm/C),其波长依赖性则随着磁场的增加而降低.据此,通过调节干涉仪内偏振控制器状态实现了温度不敏感的磁场测量,磁场系数为189mW/T2,实验结果与理论分析一致.

萨格纳克效应

基于狭义相对论原理，在任意几何形状的闭合光路中，从某一观测点发出的一对沿相反方向传播的光波，运行一周后又回到该观测点时，它们的相位（或它们经历的光程）将由于该闭合环形光路相对于喷性空间的旋转而不同。其相位差（或光程差）的大小与闭合光路的转动速率成正比。该现象于1913年由法国科学家G．Sagnac发现，称为萨格纳克效应。

多模与Sagnac复合干涉型振动传感器

传统光纤振动传感器可测量的振动频率范围有限,为进一步提高光纤振动传感器的频率识别能力,利用多模光纤(MMF)耦合器构建萨格纳克(Sagnac)干涉仪,将多模干涉与Sagnac干涉相结合,提出了基于多模干涉的可测量振动频率的新型Sagnac干涉型振动传感器结构。利用105μm和62.5μm芯径的MMF分别制作分光比为1∶1的多模光纤耦合器,并用其构建Sagnac环。为了对比分析,利用MMF分别制作了单模-多模-单模(SMS)干涉结构及马赫增德尔干涉结构的传感器。通过大量实验对几种类型的振动传感器在振动频率检测范围、振动频率检测准确度和振动信号幅值等方面进行了详细的对比研究。研究结果表明:基于105μm芯径阶跃折射率分布MMF的Sagnac干涉结构在0.3~20 kHz的频率范围内,获得了频谱主级峰和次级峰强度差大于20 dB的频率识别效果,可测频率范围宽,主次级峰强度差大,对低频振动更灵敏,且频率偏差在Hz量级,在几种对比结构中振动测试性能最好,为振动检测的研究提供了一种新方案。

光纤激光陀螺的实验研究

分析了光纤激光陀螺系统的工作原理和基本构成,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案,通过调整光学系统结构参数,实现了窄线宽单模激光输出.在此基础上实现双向功率匹配,并最终获得稳定的角速率旋转电压信号.结果表明,该实验装置具有可行性,通过转台实验测得光纤激光陀螺的灵敏度为0.02°/s.

光纤陀螺演示仪

介绍了光纤陀螺仪的工作原理及设计要求 ,根据教学实际 ,设计了光纤陀螺演示仪 .

基于相位压缩原理的一种新型微分干涉仪

本文提出一种先进的微分式光纤干涉仪 ,充分利用了马赫—曾特尔光纤干涉仪和萨格纳克光纤干涉仪的共同优点 ,采用相位压缩原理 ,解决了普通双光束干涉仪线性范围窄的问题 ,对光纤双折射以及温度、振动等外界环境的干扰 ,有较好的抑制作用。

一种新型光纤应变传感器的设计

本文提出了一种用于动态应变测量的新型光纤应变传感器,该系统由具有相位压缩功能的萨格纳克干涉仪构成,与普通干涉仪相比该系统的动态测量范围扩大了数百倍,并且系统不受外界缓变量的影响,信号处理电路简单易行。

三种基于EDFA的全光逻辑门及其应用

利用掺铒光纤放大器的增益缓变吸收和放大光脉冲信号的特性,结合光纤耦合器和萨格纳克干涉仪,提出了三种的不同结构的全光逻辑门,并分析了此三种全光逻辑门的优缺点和各自的用途。

在PC机上实现开环光纤陀螺数字解调的方法研究

本文介绍了开环光纤陀螺输出信号数字解调在通用 PC机上的实现方法 ,合理地选取了相关参数 ,为研制采用

GPS时间系统的校准原理分析

本文利用相对论原理,针对GPS时间系统的误差进行了广义与狭义相对论两方面的分析,同时分析了萨格纳克效应对GPS时间系统造成的误差,并提出了校准补偿的方法。

2μm状态可切换光纤激光器实验研究

报道了一种2μm状态可切换的光纤激光器,该激光器结合萨格纳克环(Sagnac loop)和非线性放大环镜,通过调节泵浦功率和偏振控制器,能够稳定工作在2个不同区域,即多波长工作区(Ⅰ区)和多波长与锁模态可切换工作区(Ⅱ区)。Ⅰ区:激光器运行的中心波长为2017.4 nm,获得了19个稳定的波长,且相邻波长间隔为1.03 nm;Ⅱ区:激光器实现了多波长与锁模态之间的灵活切换,多波长态类似于Ⅰ区;其锁模态的脉冲宽度、光谱宽度和信噪比分别为1.62 ns,15.23 nm和34 dB。研究结果对2μm状态可切换光纤激光器输出动力学特性研究具有一定的指导意义。

光纤陀螺中的关键技术分析

光纤陀螺作为一种新型的陀螺,正逐渐成为捷联惯导系统中最重要的传感器件。简要论述了光纤陀螺的基本原理和工作过程,并对光纤熔接技术、光纤绕制技术、误差检测和补偿技术、系统动态误差补偿技术、光源以及噪声抑制技术、集成光学芯片技术、数字信号处理电路等关键技术作了详细分析。