基于FFT-COSS的光纤F-P传感器解调算法

针对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器的解调,提出一种基于快速傅里叶变换与余弦相似度(FFT-COSS)的腔长解调算法.首先利用快速傅里叶变换确定腔长的粗测值,然后结合余弦相似度算法求取精确腔长值,作为F-P腔的最终解调结果.仿真结果表明,FFT-COSS算法将解调误差控制在±0.2 nm,单次解调的平均时间控制在1 s.将该算法应用于石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混合膜制作的薄膜式F-P传感器微压测试系统.实验结果表明,FFT-COSS算法的拟合度达到0.990 8,腔长分辨率优于0.621 8 nm,单次解调的平均时间控制在1 s,与仿真结果相符.

椭球形共振光声池设计及性能评估

提出一种新型椭球形共振光声池,利用有限元分析软件建立其声学特征模型,对光声池的共振频率、谐振腔内的声压分布进行仿真。根据乙炔(C_(2)H_(2))气体在近红外区吸收谱线的分布,选取1532.83 nm作为C_(2)H_(2)的测量谱线,采用可调谐分布式反馈(DFB)半导体激光器作为光源。利用法布里-珀罗(F-P)光纤声波传感器对声压信号进行采集,开展对椭球形光声池性能指标的测试。实验结果表明:椭球形光声池信噪比为34,检测极限灵敏度达到1.47×10^(-9),品质因数为45.5。由此得出,该结构提高了系统的灵敏度,使光声池的性能有了明显提升,有助于提高光声光谱法痕量气体的检测灵敏度。