关于光纤马赫-泽德尔干涉仪多参量测量的性能探讨

从解调理论入手 ,对光纤马赫 -泽德尔干涉仪的多参量测量功能进行了探讨 ,得到在一定条件下 ,通过对输出信号的频谱分析可同时检测调强。

马赫-泽德光纤干涉仪的类别、特性及应用

马赫-泽德光纤干涉仪具有许多光电传感器无法比拟的优点,在国防军事,工业民用及高科技领域中都有着广泛的应用。本文介绍这类传感器的类别、特性及应用。

可调马赫-泽德干涉仪型NRZ到PRZ全光码型转换器

研制了一种基于光纤型马赫-泽德干涉仪的全光码型转换器.通过对工作温度的控制,实现了NRZ码到PRZ码的转换.分析了实现NRZ到PRZ码型的转换原理,讨论了干涉仪的结构设计.在10 Gb/s和20 Gb/s的码型转换实验中,得到较好的PRZ信号眼图.光谱分析表明,转换后的PRZ码包含了丰富的时钟分量,达到了理想的转换结果.结果表明,这种简单的光纤型非对称马赫-泽德干涉仪可以实现NRZ到PRZ的转换,并可以保持输出结果的稳定性.

马赫-泽德光纤传感器实验研究

基于光纤传感这一现代科学技术,利用Newport光纤组合实验器件,搭建了一套最基本的马赫-泽德(M-Z)干涉传感器装置。通过本实验的练习,对于开阔理工科院校学生的视野,提高他们的学习兴趣具有重要的作用。同时,对于引导学生迅速进入工程应用的前沿领域也有良好的导向作用。

利用SOA自发辐射和非对称马赫-泽德尔干涉仪实现全光波长变换的研究

对利用SOA中ASE输出频谱,实现全光波长变换的技术进行了理论与实验的研究.在这种波长变换技术中,信号光涮制SOA中的ASE强度和相位,通过光滤波器对ASE输出光谱进行频谱分割,以产生所需要的变换波长信号,并结合一个非对称马赫一泽德尔干涉仪实现信号码型的再反转.根据ASE输出光谱的波长依存性,建立从理论上推导出同相注入模式下的ASE输出功率以及其相位变化的数学表达式.通过实验,测定了波长变换系统的信号误码率、眼图以及时间波形等,并对这些实验结果进行了分析.

非对称型波长交错滤波器的设计

提出了由2个3x3和1个2x2单模光纤耦合器级联组成的全光纤马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器,给出了基本结构,运用光纤传输理论和矩阵理论,得到该器件的输出表达式,并对其输出特性进行了分析.分析结果表明:当组成滤波器的3个耦合器的分光比和光纤干涉臂之差取一些定值时,可以使滤波器产生性能良好的非对称的梳状输出谱图.这种滤波器在10 Gb/s向10 Gb/s+40 Gb/s升级过程中作为复用/解复用器具有很大优势.

微纳光纤马赫-泽德干涉仪

马赫-泽德干涉仪（MZI）是一种重要的光学和光子学器件，广泛应用于干涉计量、光通信等领域。基于干涉仪对波导及其周围介质折射率的相位敏感特性，MZI被广泛用作传感器和光调制器。最近，我们通过光学显微镜下的微纳操作，在低折射率衬底上分别用氧化硅和碲酸盐玻璃微纳光纤成功研制了微纳光纤MZI。

干涉法检测钢化玻璃的研究

提出马赫-泽德干涉仪测量钢化玻璃的形变,其理论给出了条纹变化量和钢化玻璃形变量之间的关系,此方法可以提高钢化玻璃的检测精度,并给出了理论的模拟结果。

分布式光纤传感器的周界安防入侵信号识别

在分布式光纤周界安防系统中,对距离较长、背景环境复杂的边境进行检测时,系统根据光缆沿线发生的事件进行识别。为了区分各种引起光缆振动的激励,本文根据入侵信号与环境引起的振动信号在小波尺度上方差幅值的分布特征,利用小波多尺度分析理论构造了由各尺度下的方差组成的特征向量,提出了根据方差特征向量的不同来识别各种振动信号的"尺度-方差"信号的方法。在实验系统中,光缆总长度为56km,光源的功率为300μW,工作波长为1550nm。实验结果表明,此方法可以有效区分入侵信号、环境噪声和人为活动引起的非入侵事件,提高了系统的检测概率和降低系统的虚警率。

分布式光纤安防系统传感和定位技术研究

提出了一种基于马赫-泽德(M-Z)干涉仪原理的分布式光纤振动传感与定位的技术,该技术可实时检测整个光纤沿线发生的振动信息,并利用该技术设计了一种安防报警系统。分析了该系统的定位工作原理,理论分析和模拟实验表明系统具有很高的检测灵敏度。在总长度为18.46 km的光纤上进行了实验,系统实时地给出振动的位置,平均定位误差为42 m,将光源功率增至300μW,可对长度26 km的光纤上的振动信号进行定位。

光纤分布式扰动传感器中瑞利和受激布里渊散射光谱特性及其影响研究

针对光纤分布式扰动传感器长距离应用定位误差增大的问题,研究了传感器长距离光纤中的瑞利散射和受激布里渊散射的光谱特性及其对系统定位精度的影响。建立了长距离光纤中瑞利和受激布里渊散射的数学模型,通过仿真研究发现散射光波的杂波干涉和强度噪声会严重降低干涉仪的光学信噪比,从而导致定位误差。通过实验验证了仿真结果的正确性。研究结论可以为提高长距离应用定位精度提供理论指导。

多点扰动对光纤分布式扰动传感器定位准确度的影响

基于激光干涉原理,建立了基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤分布式扰动传感器多点同时扰动的信号模型.在此基础上,通过数值模拟研究了多点同时扰动对传感器定位准确度的影响,明确了多个扰动信号同时作用时扰动的幅值比和位置差不同情况下传感器的定位准确度.仿真结果表明:当多点同时扰动的信号幅度差别大于等于20倍时,可以给出较强扰动的定位信息;当多点同时扰动的空间距离小于等于100m时,可以近似看成单点扰动.在光路中增加偏振分束器来抑制偏振衰落的影响,并采用信号发生器对实验光路中的两个压电换能器同时施加正弦信号来模拟扰动进行实验.实验结果表明:在5km和10km的位置同时施加扰动,当两个扰动的幅值比大于等于20时,距离较强扰动点的最大定位误差的最大值为200m;在5km和5.05km位置同时施加幅值比为1的扰动,距离5km位置的最大定位误差为200m,验证了仿真结果的正确性.该研究为多点同时扰动条件下光纤分布式扰动传感器定位准确度的提高和误报率的降低提供了理论指导.

取样长周期光纤光栅多通道带阻滤波器

提出一种基于取样长周期光纤光栅制作的多通道带阻滤波器,采用不同的分析方法对其传输特性进行了较详细的分析,分别给出光栅参数与其透射特性和时延特性之间的关系,并得到具有一致性的结果,由此得出的结论对器件的优化设计具有实际指导意义。

用傅立叶光学展宽Interleaver的带宽

简要介绍了Interleaver的原理和应用。在推导、比较马赫-泽德干涉仪型和双折射晶体型Interleaver的传输矩阵的基础上,提出并分析了用傅立叶光学展宽Interleaver带宽的方法。

流体可视化的新的光学方法

介绍了流体可视化一种新的光学方法 ,即通过分析两束相互垂直的线偏振光叠加而产生的椭圆偏振光而实现 .如果其中一束光束通过流体目标 ,那么影像中每点的极化状况将根据流体目标的每点的折射率的变化而变化 ,它将引起影象各点亮度的变化 ,所以我们可以通过检偏器得到流体的真实图象而实现流体的可视化 .实验结果表明该方法是成功的 .此外 ,由于两束光相互垂直而不产生干涉 ,因此与马赫 -泽德干涉仪的干涉条纹相比更直观、清晰 .该方法可用于集成电路工艺检测、流体力学及流体工程、人体生物医学、微电子及微细加工等领域 .

基于非线性效应的光学逻辑门研究

光逻辑门是未来全光网络中光信息处理的核心元件,它可以实现高速光包交换,全光地址识别,数据编码,奇偶校验,信号再生等功能。介绍了几种基于非线性效应的全光逻辑门,分析了它们的系统结构和工作原理,并对各自的特点进行了比较,指出光逻辑门在未来的发展方向及应用领域。

气体在矿物油中扩散现象的可视化研究

介绍了利用马赫-泽德干涉仪法实现气体-矿物油扩散过程的可视化测量的原理、作用与意义。由于运用马赫-泽德干涉仪法获得的图像干涉条纹数及其图像的形状变化与折射率n直接与液体介质折射率相关,用马赫-泽德干涉仪法可获得十分清晰的影像。在N2,O2-矿物油扩散过程中,干涉条纹式样并未发生显著的紊乱变化,表明N2与O2气体在矿物油中发生扩散后,所引起的矿物油折射率变化过程较为缓慢。在CO2-矿物油扩散过程中,由于溶解的作用,矿物油近表面层中的气体溶解度增加,导致自然对流的出现。通过可视化测量,成功地观测到这一重要实验现象。同时,利用可视化技术,还可很好地判明对流出现的时间,从而确保扩散研究的有效性。

分布式光纤传感器周界安防入侵信号的多目标识别

针对分布式光纤在周界安防系统中信号种类,即不同的环境下产生的噪声信号干扰和常见的入侵产生的信号。本文基于全光纤马赫—泽德干涉仪的分布式光纤传感模型,提出了一种识别常见的越境信号和消除环境噪声干扰信号的方法,实现了在去除环境干扰的情况下,用BP神经网络对多种入侵信号识别。实验结果证明,该方法能够有效的区分越境信号和不同环境状态产生的噪声信号,极大的提高了整个系统的识别率,降低了其虚警率。

光纤温度传感器的实验研究与改进

根据双光束干涉原理,设计构成一个干涉型光纤温度传感器,对其进行了实验研究,阐述了实验基本原理、实验方法,对测得的数据进行了处理,验证了本实验测量温度的可行性,并对实验装置进行了改进。

光纤传感器的研究进展

本文首先概述了光纤传感器的研究状况,其次分析了基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤传感器的工作原理,然后简单的介绍了它在土木工程中的应用及安装工艺,最后对光纤传感器的发展进行了展望。