基于Mach-Zehnder干涉装置的散射体偏振特性研究

根据偏振度测量原理推导了相干矩阵中各个参数的测量公式,主要是复参量的实部与虚部.基于Mach-Zehnder干涉装置搭建了散射体偏振度测试平台,并对同一粒径不同浓度散射体的偏振特性进行了测试.结果表明:浓度为0.00625%的聚苯乙烯(Polystyrene,PS)散射介质光散射较弱,偏振度值高达0.992,散射体具有良好的保偏特性;随着聚苯乙烯散射介质浓度增大到0.025%,光散射增强,偏振度值降至0.545,散射体的退偏效果显著.

光纤Mach-Zehnder干涉仪臂长差的精确测量

提出了一种光纤Mach-Zehnder干涉仪臂长差的精确测量方法.理论分析表明,采用白光光纤Michleson解调干涉仪,白光干涉相邻峰值之间的距离为Mach-Zehnder干涉仪两臂光程差的一半.利用改进的干涉条纹观测系统和高精度的位移发生系统,提高了白光干涉峰值信号的识别精度,使Mach-Zehnder干涉仪臂长差的测量分辨率和精度分别达到了1μm和10μm.

Mach-Zehnder光纤温度传感器的研究

对Mach Zehnder干涉仪的干涉原理和温度对光纤的相位调制进行了分析,提出了基于温度对相位调制的全光纤Mach Zehnder结构型温度传感器,采用CCD与计算机集成系统对干涉条纹进行测量与处理,给出了温度测量数据,实验表明整个温度测量系统具有较高的精度和分辨率。

一种新型SOI Mach-Zehnder干涉型电光调制器的设计

在超紧缩双曲锥形 3dB多模干涉耦合器的基础上 ,设计了一种新的Silicon on insulator(SOI)Mach Zehnder干涉型电光调制器 与传统的Y分支器相比 ,双曲锥形 3dB耦合器的制作容差大 ,而长度缩短了近 30 % ,使得整个器件的尺寸大幅减小 调制区采用横向注入的PIN结构 ,模拟结果表明 :当外加偏压为 0 .86V时 ,器件的调制深度最大 ,此时注入电流为 13.2mA ,对应的器件功耗为 11.

光纤Mach-Zehnder空间干涉系统的实验研究

深入细致地分析和研究光纤Mach-Zehnder空间干涉系统,详细介绍了各组成部分及功能,并对空间干涉场进行了理论分析,得到了线偏振光输出下的干涉场理论表达式和干涉场图.

基于Mach-Zehnder干涉的光子晶体光纤传感技术研究进展

近年来,随着光纤传感器技术研究领域的不断发展,各式各样的光纤传感结构脱颖而出。其中,采用光子晶体光纤与Mach-Zehnder干涉相结合方式的传感研究引起了学术界广泛关注。分析了国内外基于Mach-Zehnder干涉的光子晶体光纤传感技术的研究进展,介绍了这种技术在折射率测量、温度和多参数测量、应变与曲率测量等应用的传感结构,并对其发展前景进行了展望。

基于Mach-Zehnder干涉光纤湿度传感器研究进展

相对湿度检测在工农业生产中具有广泛应用。综述了当前基于Mach-Zehnder干涉光纤湿度传感器的国内外最新研究进展,比较了不同类型光纤干涉结构的灵敏度、响应时间、温敏特性等关键参数,分析了目前各种干涉结构所存在的优点与不足,并展望了对此类湿度传感器的发展前景。

Analysis of the Interference Signal of the Distributed Optical Fiber Sensing Based on DSP

In this paper, the author analyzes characteristics and extracting method of interference signal of the distributed optical fiber sensing. In the distributed optical fiber sensing, realizing alarm and positioning function only through the cross-correlation operation will increase the load of the system, can make misinformation rate of the system be improved greatly. Therefore, before the localization algorithm, adding a interference signal feature recognition is very necessary, can reduce unnecessary operation loss and reduce the load of the system, also reducing the number of the false positives.

基于多模干涉与马赫-曾德尔干涉效应的光纤振动传感器研究

提出了一种结合多模干涉效应的新型马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,并将其用于振动检测研究。与基于两个3 dB单模光纤耦合器(OC)级联而成的传统MZI不同的是,文章采用多模OC与单模OC共同构成MZI。利用芯径为105μm的阶跃折射率分布多模光纤与芯径为62.5μm的渐变折射率分布多模光纤分别采用熔融拉锥法制作了分光比为1∶1的3 dB多模OC,并将其分别与3 dB单模OC构建了MZI,同时为了对比,也利用两个单模OC构建了MZI。分别对采用不同类型OC构建的MZI中的一个干涉臂施加振动干扰,并使用示波器进行数据采集和分析。结果表明,基于芯径为105μm的阶跃折射率分布多模耦合器构建的MZI具有最大的可检测振动频率范围,为1~20 kHz,同时在振动频率偏差和振动频率鉴别能力上也表现最优。

基于ZIF-8的双错位光纤二氧化碳传感器

目的:提出一种基于ZIF-8的双错位结构光纤二氧化碳体积浓度传感器,通过透射光谱强度的变化分析传感灵敏度。方法:利用3段单模光纤两两错位熔接,使得包层模和纤芯模形成M-Z干涉,并将发生干涉的区域作为传感区域,在其表面涂覆具有吸附气体作用的有机金属框架结构ZIF-8。结果:在二氧化碳体积分数0.03%~1.03%的范围内,该光纤传感器的灵敏度可达8.322 dB/%。结论:这种基于ZIF-8的二氧化碳传感器,具有制作简单、信号解调便捷等优势,对于当前CO 2浓度检测具有重要意义。

光纤锥在线型马赫-曾德干涉仪的折射率传感特性

提出了一种基于光纤锥的在线型光纤马赫-曾德干涉仪式折射率传感器.传感器是在一根单模光纤上使用光纤熔接机拉制出两个光纤锥,光纤锥的直径为43.7μm,长度为480μm.干涉仪中光纤锥充当光纤耦合器,激发出光纤高阶模,并将高阶模耦合进单模光纤使之与纤芯基模形成模间干涉.被环境溶液的折射率、温度的变化改变模式间相位差,将导致干涉仪的传输光谱发生漂移,从而实现传感测量.实验结果表明：当环境溶液的折射率变化范围为1.335~1.403RIU时,传感器的折射率灵敏度为-128.233nm/RIU;当水溶液的温度变化范围为30~75℃时,传感器的温度灵敏度为0.111nm/℃.该传感器具有制作方法简单、灵敏度高、成本低等特点,可应用于生物传感测量.

光纤光栅马赫-曾德干涉仪条纹信号的傅里叶分析

基于长周期光纤光栅马赫-曾德干涉仪的频分复用技术是实现光纤多参量传感的重要途径.研究了频分复用中复合条纹信号的傅里叶处理方法,分析了傅里叶频谱中和频与差频信号的幅值与单个干涉条纹信号的关系,提出了抑制和频与差频信号的有效方法,即改变光栅结构参量适当降低中心波长处的条纹对比度以提高频谱信号的信噪比,增加特征频谱滤波的有效性.结果表明:经过优化调整的傅里叶频谱信噪比可以提高至原来的2倍以上;对比频谱调整后恢复相位的余弦曲线与原条纹信号发现,频谱信噪比提高的同时保留了反映各单个原条纹特征的足够相位信息.该光谱优化方法可为基于光纤光栅马赫-曾德干涉仪和频分复用的光纤多参量传感技术提供理论与技术指导.

基于光纤M-Z干涉的高灵敏度液体折射率传感器的实验研究

提出并制备了一种基于Mach-Zehnder干涉效应的高灵敏度光纤液体折射率传感器.分别利用NaCl溶液和甘油溶液,研究了传感器的透射光谱和外界介质折射率的关系.实验结果表明,随着周围介质折射率的增大,传感器干涉谱的极小值点对应的波长向长波方向漂移,在1.333～1.356的折射率变化范围内,极小值点对应的波长的漂移量和折射率的变化具有较好的线性关系,对应的灵敏度约为4 086nm/refractive-index.该传感器制作简单、结构紧凑,在生物和化学测量中具有较好的应用前景.

利用马赫-曾德干涉光路制作二维全息光栅

全息光栅是一种重要的分光元件,而全息光栅的制作实验也是目前国内很多高校开设的一个综合性设计性实验。利用马赫-曾德干涉光路进行全息光栅的制作。通过改变全息记录光束的夹角以及旋转全息干板进行多次曝光的方式,制作了具有不同光栅常数的二维全息光栅结构。通过光栅衍射光斑,可以验证各种二维光栅结构的存在。

利用组合马赫-曾德干涉光路“编织”光学格子

文章在马赫-曾德干涉光路的基础上加入简单修改形成一种组合干涉光路,可以非常方便地获得二维干涉光场。通过改变光路的相关参数,可以"编织"出一些有趣的光学格子,丰富拓展了干涉实验的内容。

超紧凑全光纤马赫-曾德尔干涉仪及其应变特性研究

设计了一种由封闭在光纤内的纺锤型空气腔和其周围的SiO2构成的三明治结构全光纤马赫-曾德尔干涉仪,并将其用于应变传感。纺锤型空气腔利用光子晶体光纤和普通单模光纤熔接后再拉锥形成。由于干涉仪的两个干涉臂介质为空气和SiO2,因此超短的干涉臂长使光传输损耗大大降低,构成了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪。该干涉仪用于应变传感可大大减小弯曲带来的串扰,提高系统的稳定性。建立了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪模型,基于FDTD算法对干涉仪输出的干涉条纹以及各部分的电场分布进行了仿真,得到了应变传感器干涉条纹波谷波长与应变的关系,为设计制作超紧凑全光纤马赫-曾德尔应变传感器提供了理论依据。

基于马赫-增德尔干涉仪的光纤周界防范装置设计

以马赫-增德尔光纤干涉仪为对象,分析了双光束干涉检测原理,在此基础上,设计出利用MZ光纤干涉仪构建周界防范装置。系统采用两根单模光纤构成MZ光纤干涉仪的参考臂和传感臂,半导体激光器作为干涉光源并用两个单模Y型光纤耦合器实现激光的分束和合束。通过计算机对激光合束后形成的拍频信号进行快速采集处理,并与特征波形进行匹配、比较和识别从而对防范周界内的入侵情况迅速做出反应。

马赫-泽德干涉条纹图像处理算法

马赫_泽德干涉仪适用于研究气体密度迅速变化的状态,由于气体折射率的变化与其密度的变化成正比,而折射率的变化将使通过气体的光线有不同的光程,则可通过干涉臂变化对干涉条纹图像效果的影响,得到气体密度.采用CCD来接收马赫_泽德干涉仪产生的条纹图像,再通过图像采集卡将条纹图像送到计算机,从而通过对条纹图像进行一系列算法的处理,求出条纹间距,得到气体密度的变化状态.本文从基本的光干涉理论出发,对马赫_泽德干涉条纹图像特征进行分析,建立了数学模型.并根据此模型设计了处理马赫_泽德干涉条纹图像的算法.算法包括图像的预处理(即图像的噪声提取)、图像的二值化以及图像的细化.

3×2型马赫-曾德尔干涉仪交错滤波器理论研究

对由1个3×3和1个2×2单模光纤耦合器串联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)型波长交错滤波器进行了详细分析。结果表明:可以根据实际需要,通过调节马赫-曾德尔干涉仪干涉臂的臂长差和第2个耦合器耦合比来控制输出波的谱形图,以达到所需的多波长交错滤波器。

基于光纤马赫-曾德尔干涉仪的强度测量研究

根据光外差检测原理,分析得到干涉测量适用于信号光强小于参考光强的探测,直接测量适用于信号光强大于参考光强的探测的结论。利用自制的全光纤马赫-曾德尔干涉仪系统,对位移信号进行了测量。实验结果表明:当位移信号较小时,干涉测量的灵敏度分别为62.068μW/mm和9.90mV/mm,而非干涉测量的灵敏度分别为4.30μW/mm和0.35mV/mm;当位移信号较大时,干涉测量的灵敏度分别为2.643mV/mm和0.055mV/mm,非干涉测量的灵敏度分别为12.326mV/mm和4.194mV/mm,测量结果与分析得到的结论一致。对于光纤干涉仪强度调制检测的应用具有参考价值。