基于光纤布拉格光栅与长周期光栅并联的集成光学传感器（英文）

为了提高光纤传感器的性能和进一步缩小传感器的尺寸,通过实验制备出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)与长周期光栅(LPG)并联的新型集成光学传感器。该传感器中的FBG和LPG是利用飞秒激光直写技术直接在普通单模光纤中刻写的。FBG和LPG是并联关系,因此很大程度地缩小了传感器的长度。外界的温度和折射率的变化会引起FBG和LPG的谐振峰波长位置发生变化,据此对该集成传感器进行温度和折射率测量。实验结果表明:FBG谐振峰对折射率和温度的灵敏度分别为0 nm/RIU和12.98 pm/℃,而LPG在1 555 nm附近谐振峰对折射率和温度的灵敏度为196.46 nm/RIU和10.93 pm/℃。因此,根据双参数传感矩阵,该传感器可以对温度和外界折射率进行同时传感。

基于集成光学电场传感器的过电压测量技术

通过测量电场获取电力设备实际遭受的过电压对于电力系统故障分析、电力设备绝缘耐受试验标准制定具有重要的指导意义。为此,提出了一种基于集成光学电场传感器的过电压测量技术。首先,介绍了该测量技术的基本原理;其次,研制了集成光学电场传感器,并对过电压测量系统的响应速度、频率响应等性能指标进行了测试;最后,采用所提出的测量技术对220 k V母线投入电容式电压互感器(CVT)、投入避雷器期间产生的过电压分别进行了测量。结果表明:过电压测量系统的响应速度达μs级,频率响应在5 Hz^100 MHz内比较平坦;在投入CVT和避雷器的暂态过程中,过电压上升时间约为几μs,过电压倍数可达1.73倍。测量结果反映的物理过程与理论分析一致。

集成光学角速度传感器系统方案的研究

本文研究了谐振型和干涉型两类集成光学角速度传器（Ｒ－ ＩＯＲＳ 和Ｉ－ ＩＯＲＳ） 的系统方案，设计了两种Ｒ－ ＩＯＲＳ 的光纤仿真实验装置：反射式和透射式，并介绍了对它们的实验研究结果。文中还提出了一种再入式Ｉ－ ＩＯＲＳ的系统方案，并进行了理论分析。

高精度纳秒强电磁脉冲集成光学电场传感器性能分析

基于铌酸锂(LiNbO3)结构研制了一种采用马赫-曾德尔干涉仪与领结天线的、可用于纳秒强电磁脉冲测量的高精度电场传感器。通过实验对传感器性能进行了验证,结果表明:该传感器在对纳秒电磁脉冲上升时间、下降时间与脉冲宽度的测量中,最大误差分别仅为3.9%、4.3%与0.3%,测量数据线性度达到0.999 1,最小/最大可测电场强度分别达到3kV/m和50kV/m。

大带宽集成光学电场传感器的频率响应特性分析

采用马赫-曾德尔光波导干涉仪与锥形天线阵列,研制了基于铌酸锂(LiNbO_3)结构、可用于电力电场测量的大带宽电场传感器,并通过实验对传感器性能进行了测试。结果表明,该传感器在10kHz～18GHz的大带宽范围内,频响特性波动小于±10dB,最小可测电场强度达到0.4V/m,可测量场强达103V/m的纳秒脉冲电场。

集成光学角速度传感器及其关键器件的研制

本文介绍了清华大学研制的集成光学角速度传感器 ( IORS)系统方案及其关键器件 ,包括 :( 1 )窄线宽单模光纤 Bragg光栅外腔式二极管激光器 ( FBG- LD) ;( 2 )声体波的声光移频器 ( AOFS)及其直接数字合成 ( DDS)的控制电路 ;( 3)谐振型 IORS( R- IORS)的实验装置 ,采用光纤仿真的光波导 Sagnac敏感环 ( SSR) ;( 4 )干涉型 IORS( I- IORS)的实验装置 ,采用光纤仿真的再入式 SSR。采用上述 AOFS研制了一种全光纤延迟的自外差测量系统 ,用于测量上述 FBG- L D。初步的实验结果表明 ,所提出的上述 R- IORS和 I-

具有互易光路的集成光学电压传感器

文中提出了一种基于泡克耳斯效应的集成光学电压传感器测量直流电压的研究方案,光纤光路结构采用熊猫型保偏光纤与低偏光纤相结合以提高系统光路的互易性,理论上利用琼斯矩阵推导了入射光光路数学传输模型,得出干涉光强与干涉信号的关系表达式。针对该光学电压传感器设计方案,搭建了实验平台并对系统进行了0~15 V直流实验,实验结果表明该传感器输入电压与数字输出曲线之间具有良好的线性关系,最大非线性误差为0.2%,可初步证明该传感器互易光路的可行性。

光学传感、传感器

TP212.1 2001032022谐振式集成光学角速率传感器光源的研究=Study oflight source for resonant integrated optieal rotationsensors[刊,中]/潘珍吾,胡朝阳,马新宇,汤全安(清华大学精密仪器系.北京(100084))∥红外与激光工程.-2000,29(3).-56-59对谐振式集成光学角速率传感器的关键器件之--大功率、窄线宽光源进行的分析与实验表明。

新型集成化光学陀螺技术

介绍了新型集成化光学陀螺的概念和特点,总结了新型集成化光学陀螺的研究方案和研究进展,指出未来新型集成化光学陀螺可能的发展方向和发展前景。

亚纳秒前沿脉冲强电场集成光学测试技术

亚纳秒前沿脉冲强电场具有上升沿短、脉冲宽度窄、电场强度幅值大的特点。本文设计了基于偶极子接收天线、电光调制结构、光波导结构的集成光学电场传感器。组建了传感器性能测试系统和脉冲测量系统,分析了传感器的输入输出函数、响应时间等性能。

基于凹型谐振光栅的高性能光学折射率传感器

基于导模共振效应的光栅传感器因具有无需荧光标记、易于集成、能实时检测等优点在生物医学传感领域得到了广泛应用。然而,该类型传感器存在品质因子和灵敏度相互制约的问题。为此提出一种凹型光栅结构,也就是在周期性光栅的每一个单元中引入凹型微结构,增强光场与检测物质的相互作用,进而提升传感器的品质因数。利用严格耦合波算法设计了器件结构,分析器件的本征模式,阐明其物理机理。仿真结果表明,该器件的品质因数可达到6562.5。本研究工作将为研制基于微纳结构的高性能集成光学传感器提供研究基础。

传感器

SPIE-Vol.3535 00188681998年 SPIE 会议录,卷3535:加工工业与环境用的先进传感器与监测器=1998 proceedings of SPIE,Vol.3535:advanced sensors and monitors/for process indus-tries and the environment[会,英]/SPIE-the Intemation-al Society for Optical Engineering.—1998.—326P.(PC)本会议录收集了于1998年11月4～5日在美国麻州波斯顿召开的加工工业与环境用的先进传感器与监测器专题讨论会上发表的32篇论文。