基于激光诱导等离子体的Mach⁃Zehnder干涉法测量气体介质恢复特性的研究

在高压电器中,灭弧气体的应用十分广泛,气体的灭弧性能与其恢复特性息息相关。对于气体介质的灭弧性能测量,已有理论研究中的建模仿真方法以及一些直接或间接的测量电子密度的手段都存在较明显的缺点。为解决这一问题,文中通过Mach⁃Zehnder干涉法可以较为精确地测量出弧后各时间点的电子密度这一研究气体介质恢复特性的关键参数。同时考虑到断路器结构下新型气体介质测量成本高昂,文中设计了基于激光诱导等离子的气体介质恢复特性测量实验。通过该实验,对SF_(6)、CO_(2)和N_(2)的电子密度衰减特性进行测量,其电子密度的衰减速率特征值为SF(61)>CO(20.77)>N(20.72),并与已有结论进行对比,验证了该方法的可行性。

全光纤Mach-Zehnder干涉仪原理及应用的研究

全光纤的Mach-Zehnder干涉仪是一种重要的干涉器件,因其具有干涉现象、体积小、重量轻、结构紧凑、灵敏度高等特点,可用于光纤通讯和光纤传感领域。本文分析了Mach-Zehnder干涉仪的基本原理,说明了全光纤的Mach-Zehnder干涉仪在光纤传感方面的应用价值。

使用硅橡胶涂敷的全光纤Mach-Zehnder干涉仪的压力传感研究

用硅橡胶对Mach-Zehnder干涉仪的传感臂进行涂敷,可以增加干涉仪压力传感的灵敏度.实验中分别使用宽带和窄带光源,借助光谱仪和光功率计观测干涉谱波长改变和光谱峰值功率变化,对微小压力进行了测量.当压力改变为1.03×10-4MPa时,波长改变约0.02 nm,系统传感灵敏度为1.96×10-4nm/Pa,是涂敷前的2.15倍.

克服光纤Mach-Zehnder干涉仪信号衰落的新方法及分析

为了克服光纤Mach Zehnder干涉仪易受环境因素影响而引起偏置相位漂移从而导致输出信号衰落 (波动 )的问题 ,提出一种新的简单方法 ,即 :将干涉仪输出信号分为直流和交流两个分量 ,通过直流分量的大小来计算交流信号的补偿因子 ,以达到克服交流信号衰落、稳定检测传感信号的目的 在小信号测量情况下 ,该方法在很大范围内能有效抑制随机温度涨落等因素引起的信号衰落的问题

光纤Mach-Zehnder干涉仪测风激光雷达技术与数值仿真

基于光纤Mach-Zehnder干涉仪双边缘检测技术,提出并设计了一套全光纤非相干测风激光雷达系统,对多普勒频移的提取和风速反演算法进行了理论分析,针对大气分子散射信号的特点,对光纤Mach-Zehnder鉴频系统进行了优化设计.应用美国标准大气模型,对系统的灵敏度、信噪比以及测量误差进行了数值仿真.仿真结果表明,对532nm波长的地基分子散射测风激光雷达,当垂直距离分辨率为300m,进行1 000次激光脉冲累计平均后,得到径向探测距离达到20km,径向风速在±100m/s的范围内时,径向风速误差小于1.4m/s,说明此系统可以进行远距离大尺度风速的测量,为新型小型化测风激光雷达的开发及研制提供了一种可行的技术方案.

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.

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.

光纤Mach-Zehnder干涉仪中的高阶模干涉现象

利用Hermite-Gauss函数、模式干涉理论以及电场矢量线性叠加方法,分析了高阶模经光纤Mach-Zehnder干涉仪后的输出光场的空间干涉现象,得出了两个高阶模之间干涉光场的公式,计算出了双模光纤中各模式之间空间干涉的光场。数值仿真结果表明二阶模之间的干涉光场是两个相同的圆形光斑,而基模和二阶模之间的干涉光场是两个不等大的圆形光斑。

一种光纤Mach-Zehnder干涉仪的相位补偿方案

针对光纤Mach-Zehnder干涉(MZI)受环境影响的稳定性问题,设计了光纤MZI实验装置。从理论上分析了光纤MZI的输出光强,并给出了实验验证,由示波器直观地显示出光纤MZI的稳定性与环境的关系以及相位调制对干涉的影响等。为了解决振动噪声、温度变化等环境因素导致的光纤MZI不稳定,设计了一种新的相位补偿方案,即用两个2×2光纤耦合器的输出,实现相差检测及反馈控制。

基于散射矩阵理论的光纤Mach-Zehnder干涉仪特性研究

全光纤的Mach-Zehnder干涉仪是一种重要的干涉器件。本文利用散射矩阵的分析方法,通过计算机数值模拟,研究了Mach-Zehnder干涉仪的传输特性,得出了输出端谱线与干涉仪结构参数的变化关系.

Mach-Zehnder干涉法条形波导电光效应测试系统的研究

介绍了一套用于测量极化波导电光效应的Mach-Zehnder干涉系統,论述了它的结构和测试原理,并利用它对玻璃条形波导电光系数和调制频率之间的关系进行了测量。

基于3 dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder光纤干涉仪稳定控制系统

Mach-Zehnder光纤干涉仪(MZI)是一种利用光干涉原理制成的仪器,具有体积小、重量轻、结构紧凑、抗电磁干扰和灵敏度高等优点。但是,Mach-Zehnder光纤干涉仪是一种非平衡并行结构,易受环境等因素影响导致其性能不稳定。因此,高性能测量系统和通信系统对光纤干涉仪的稳定工作提出了严格的要求。提出了一种基于3 dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder干涉仪的稳定控制系统,其目的是通过对探测器的输出信号进行调制,并反馈到光纤干涉仪的一臂上进行偏置控制,从而实现Mach-Zehnder光纤干涉仪的稳定工作。该方法实现简单,克服了现有3 d B光纤耦合器构成的MachZehnder光纤干涉仪不能稳定工作的问题。

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。

低功耗聚合物Mach-Zehnder热光开关

采用传统的半导体工艺制作了聚合物Mach-Zehnder型热光开关.利用扫描电镜观测波导形貌,通过红外摄像机观测波导的近场输出光斑,在通信波段1550nm波长下测试了器件的输出光谱.在电极上施加直流信号,测得热光开关的消光比为-15dB,驱动功率为16mW.引入直流偏置网络,获得了器件的开关特性曲线,经测量开关上升时间为1.2ms,下降时间为0.8ms.

Mach-Zehnder电光波导调制器啁啾的研究

在光纤通信系统中 ,调制器的啁啾参数是衡量调制器性能的重要参数之一。为了深入研究铌酸锂 M- Z结构外调制的机理 ,导出了 Mach- Zehnder结构外调制方式调制器的啁啾参数表达式 ,研究表明该结构调制器频率啁啾不为零 ,而且调制器的直流偏置漂移对啁啾的影响很小。详细讨论了影响啁啾参数的因素 ,分析了直流消光比、外加信号以及直流偏置漂移对器件啁啾参数的影响。分析结果表明 ,利用负啁啾可以改善系统的色散特性。

用马赫-贞德干涉仪测量喷气式Z箍缩等离子体密度

为了研究喷气式Z箍缩(gas puffZ pinch)等离子体的内爆特性,研制了一套马赫 贞德干涉系统,并在小型喷气式Z箍缩装置(充电电压23kV,放电峰值电流210kA)上进行了试验,获得了清晰的干涉图像。根据干涉图上条纹的移动数目,计算得到该装置内爆早期等离子体的平均电子密度为1017～1018/cm3。

输入光偏振态对光纤干涉仪条纹可见度的影响

文章分析了输入光偏振态对光纤Mach-Zehnder干涉仪条纹可见度和相位的影响,并通过实验进行验证。实验中,在干涉仪一干涉臂加入PZT相位调制器,通过示波器直接观测输入光偏振态对干涉仪输出光强波形的影响,并对输出波形变化进行了理论分析,验证了输入光偏振态对干涉仪可见度、相位的影响。

用光纤干涉仪检测I形复合材料梁腹板/翼缘连接处的分层

介绍了一种在超声回弹波频谱分析基础上用光纤干涉仪来检测I形复合材料梁腹板/翼缘连接处分层的方法,利用超声发射器在I形梁中产生应力波,用表面粘贴的光纤干涉仪来接收应力波产生的输出信号,对此信号进行频谱分析可找到I形梁的分层位置。理论分析和实验都表明了此方法探测复合材料梁腹板/翼缘连接处分层的可行性。

包层腐蚀光纤M-Z干涉型高灵敏度折射率传感器(英文)

我们设计并制作了一种基于Mach-Zehnder干涉的高灵敏折射率传感器,其结构由两个光纤纤芯偏移的熔接结经包层腐蚀后组成。首先,利用商用的光纤熔接机在单模光纤上制作两个光纤纤芯偏移的熔接结;然后,将光纤化学腐蚀获得细薄的光纤包层,则光纤倏逝场与周围介质强烈相互作用,即制作出Mach-Zehnder干涉型高灵敏折射率传感器。实验结果表明,制作的长度为10 mm、直径为13.2μm的Mach-Zehnder干涉型折射率传感器,在折射率1.333～1.3685和1.3685～1.386范围内,其传感灵敏度分别高达1288.05和2118.26 nm/RIU。该传感器具有高灵敏度、结构紧凑、制作简单和低成本的优势。

用光学干涉方法对液相扩散传质过程的研究

液相中扩散传质过程研究无论对于基础理论还是生产实践都具有重要的意义。但在通常的重力环境中,传质过程不是单因素地由浓度梯度来决定,对流和沉降会对实验研究产生重要的干扰。通过光学干涉技术的应用,实现对于扩散过程中的传质系数进行测量,实验中采用Mach-Zehnder干涉仪对于整个传质过程进行监控并记录相关图像信息。这些图像信息是贯穿在整个实验过程中的连续录像,不同于其它实验记录的静态图像。通过计算这些随时间改变的干涉条纹的变化,就可以推导出传质系数的结果。实验液体选用水/葡萄糖溶液,之后还将进一步将该实验装置搭载TF-1火箭,进行微重力实验,以排除重力产生的影响。