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双悬梁光纤布拉格光栅低频加速度传感器 被引量:11
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作者 刘钦朋 乔学光 +4 位作者 赵建林 贾振安 高宏 邵敏 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1119-1123,共5页
为了实现光纤布拉格光栅(FBG)加速度信号的准确测量,提出了一种新颖的双悬梁FBG加速度传感器。设计了传感器的结构及封装方法,理论分析了传感器的工作原理。实验研究了传感器的线性响应、温度响应、共振频率和方向抗干扰特性,结果表明,... 为了实现光纤布拉格光栅(FBG)加速度信号的准确测量,提出了一种新颖的双悬梁FBG加速度传感器。设计了传感器的结构及封装方法,理论分析了传感器的工作原理。实验研究了传感器的线性响应、温度响应、共振频率和方向抗干扰特性,结果表明,传感器的加速度响应灵敏度为7.81pm/m/s2,相对误差为2.62%,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%;在67.5~27.5℃内进行了温度补偿实验,能有效消除温度的影响;传感器具有较好的平坦区和较强的抗干扰能力。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤布拉格光栅(FBG) 加速度传感器 温度补偿 抗干扰
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强度解调型光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变传感灵敏度分析 被引量:10
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作者 樊帆 赵建林 +1 位作者 文喜星 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1525-1531,共7页
根据强度解调型光纤光栅法布里-珀罗干涉仪(FBG-FPI)的应变传感原理,分析讨论了其光栅栅长、折射率调制深度、干涉仪腔长以及与换能器的结合方式等因素对传感器最大应变灵敏度的影响;同时对比分析了强度解调型FBG-FPI与单个光纤布拉格光... 根据强度解调型光纤光栅法布里-珀罗干涉仪(FBG-FPI)的应变传感原理,分析讨论了其光栅栅长、折射率调制深度、干涉仪腔长以及与换能器的结合方式等因素对传感器最大应变灵敏度的影响;同时对比分析了强度解调型FBG-FPI与单个光纤布拉格光栅(FBG)以及传统光纤法布里-珀罗干涉仪的应变传感灵敏度差异。结果表明,强度解调型FBG-FPI应变传感器的理论可探测最小应变量达10-12量级。利用FBG-FPI粘贴压电陶瓷(PZT)提供的微小周期性应变实验证明,强度解调型FBG-FPI应变传感器具有对微弱交变应变信号的探测能力,并且在进行非线性修正后,该应变传感器还具有良好的线性响应特性。 展开更多
关键词 传感器 光纤传感 光纤布拉格光栅 法布里-珀罗干涉仪 应变灵敏度
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自反馈增强的高消光比45°倾斜光纤光栅刻写方法
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作者 陈琳 郑红蓉 +1 位作者 赵建林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期80-87,共8页
作为偏振相关器件,偏振消光比(PER)是评估45°倾斜光纤光栅(45°TFG)性能的核心指标。为提升45°TFG的PER,分析了光栅刻写过程中入射紫外光偏振态及多次刻写位置重复性对刻写效果的影响,将偏振控制元件及高精度压电位移台... 作为偏振相关器件,偏振消光比(PER)是评估45°倾斜光纤光栅(45°TFG)性能的核心指标。为提升45°TFG的PER,分析了光栅刻写过程中入射紫外光偏振态及多次刻写位置重复性对刻写效果的影响,将偏振控制元件及高精度压电位移台融入光栅刻写系统,利用实时监测的PER数据,动态反馈控制光栅掩模版位置,通过多程重复刻写提高光栅折射率的调制度。刻写而成的45°TFG的中心波长为830 nm,长度仅为30 mm,PER优于35 dB,插入损耗低于2 dB,3 dB谱宽优于60 nm,可满足光纤陀螺等光纤传感器的应用需求。所提出的基于掩模版位置自反馈的45°TFG多程刻写增强方法,自适应地降低了刻写系统对稳定度的要求,为高消光比45°TFG的高重复性量产提供了解决方案。 展开更多
关键词 光纤光学 45°倾斜光纤光栅 消光比 自反馈 相干衬比度
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压电陶瓷驱动的动态匹配光栅滤波解调法优化 被引量:5
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作者 潘子军 赵建林 +4 位作者 李恩普 周王民 吕全超 成振龙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期243-246,共4页
提出并实验验证了一种动态匹配光栅滤波系统的优化解调方法.在压电陶瓷驱动的动态匹配(光纤)光栅滤波解调系统中,一方面采用上升高压锯齿波,以消除压电陶瓷滞回效应;另一方面将压电陶瓷电压与伸长量关系的反函数作为锯齿波上升电压,以... 提出并实验验证了一种动态匹配光栅滤波系统的优化解调方法.在压电陶瓷驱动的动态匹配(光纤)光栅滤波解调系统中,一方面采用上升高压锯齿波,以消除压电陶瓷滞回效应;另一方面将压电陶瓷电压与伸长量关系的反函数作为锯齿波上升电压,以校正压电陶瓷的非线性;进而,为实现解调系统的温度补偿,引入一根中心波长保持不变的参考(光纤)光栅.在锯齿波上升过程中,匹配光栅与参考光栅和传感(光纤)光栅在不同时刻匹配,匹配时间差仅与传感光栅有关,而与解调系统温度无关.实验结果表明,优化后系统的线性度可提高2%,灵敏度与理论值的相对误差小于0.6%;在10~60℃范围内,该解调系统温度变化引起的相对误差小于1%. 展开更多
关键词 光纤光栅(FBG) 压电陶瓷(PZT) 匹配光栅 温度补偿
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Suppression of modulation-induced polarization error in spliceless open-loop fiber optic gyroscope [Invited]
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作者 Lin Chen Peitong He +1 位作者 Biqiang Jiang Jianlin Zhao 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第7期6-11,共6页
The suppression of polarization cross talk in lead zirconate titanate phase modulators as a key error source has been challenging for open-loop fiber optic gyroscopes(FOGs).We developed a polarization-diversity optica... The suppression of polarization cross talk in lead zirconate titanate phase modulators as a key error source has been challenging for open-loop fiber optic gyroscopes(FOGs).We developed a polarization-diversity optical frequency domain reflectometry(OFDR)to measure the distributed modulation polarization error in the modulator.The error contributes 8×10^(−6) rad to FOG’s bias instability.Using a UV-fabricated in-fiberλ/4 wave plate and polarization-mode converter with fiber taper technology,the modulation error has been suppressed by 15 dB in assembled FOGs.This approach reduced error with temperature from 25°/h to 0.7°/h,meeting the requirements of control-level gyroscopes with bias errors less than 1°/h. 展开更多
关键词 fiber optic gyroscope inline wave plate optical frequency domain reflectometry polarization-mode converter.
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光纤Bragg光栅电流传感器的温度补偿研究 被引量:2
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作者 田晶 权王民 +1 位作者 王虎 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第6期52-54,共3页
在基于超磁致伸缩材料Tb0.30Dy0.70Fe1.95的光纤Bragg光栅(FBG)大电流传感器的基础上,通过对传感头进行设计,提出了一种温度补偿的方案,解决了FBG的温度—应变交叉敏感问题,提高了传感器的精度。实验结果表明:在0~90℃的温度变化范围内... 在基于超磁致伸缩材料Tb0.30Dy0.70Fe1.95的光纤Bragg光栅(FBG)大电流传感器的基础上,通过对传感头进行设计,提出了一种温度补偿的方案,解决了FBG的温度—应变交叉敏感问题,提高了传感器的精度。实验结果表明:在0~90℃的温度变化范围内,该传感器的Bragg波长差与电流变化具有较好的线性度,不受温度变化的影响。表明了该结构能达到温度补偿的效果,解决了交叉敏感的影响,降低了成本。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 电流传感器 磁致伸缩效应 温度补偿 反射率
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用于FBG解调的光纤F-P可调滤波器温漂抑制 被引量:1
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作者 秦川 赵建林 +2 位作者 亚军 黄钊 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期664-667,共4页
光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)是组成光纤布拉格光栅(FBG)传感器解调系统的核心器件之一,其稳定性对解调精度的提高至关重要,而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。针对实际应用中遇到的FFP-TF温漂问题,分析了温漂产生的原因... 光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)是组成光纤布拉格光栅(FBG)传感器解调系统的核心器件之一,其稳定性对解调精度的提高至关重要,而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。针对实际应用中遇到的FFP-TF温漂问题,分析了温漂产生的原因和滤波器在给定驱动电压下中心波长随温度的变化关系,提出了一种温度控制与参考光栅相结合的复合温漂抑制方法,实验分析了相应温控装置的性能并将其成功用于FBG压力传感器的信号解调系统中。结果表明,基于该温漂抑制方法的FFP-TF解调方案,可广泛应用于FBG传感器系统中。 展开更多
关键词 压力传感器 光纤布拉格光栅实验 稳定性 温度控制 光纤法布里-珀罗可调滤波器 解调 温漂抑制
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基于光纤腔衰荡技术的液体挥发过程监测法 被引量:1
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作者 江维 亚军 +2 位作者 秦川 赵建林(指导) 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期108-114,共7页
提出一种基于光纤腔衰荡系统并以一小段包层腐蚀光纤作为传感头的液体挥发测量方法,同时搭建相应的实验装置进行了实验研究.从模式理论出发分析单模光纤传输模场的能量分布,并采用有限元法数值模拟光纤端面能量的分布,结果表明:包层越... 提出一种基于光纤腔衰荡系统并以一小段包层腐蚀光纤作为传感头的液体挥发测量方法,同时搭建相应的实验装置进行了实验研究.从模式理论出发分析单模光纤传输模场的能量分布,并采用有限元法数值模拟光纤端面能量的分布,结果表明:包层越细的单模光纤对应越大的消光系数,即泄露出来的倏逝波能量越大,从而对外界环境更敏感,但是较细包层的单模光纤存在的损耗更大.综合分析得出腐蚀光纤的最佳直径应为26μm,最佳腐蚀长度为1cm.通过实时监测衰荡谱的衰荡时间变化,得到了30℃恒温环境下,乙醇与丙三醇混合溶液中乙醇浓度随挥发时间的变化曲线.实验结果表明,混合溶液中乙醇的浓度随挥发时间呈单指数规律衰减,该变化规律与理论分析相符.由于液体浓度与其折射率成正比,随着乙醇的挥发,混合溶液的折射率逐渐接近光纤包层的折射率,使其对腐蚀光纤纤芯中泄漏的倏逝波能量的吸收程度逐渐增大,环腔的衰荡时间也相应逐渐减小.此外,该监测方法在常温下具有较低的温度交叉敏感性. 展开更多
关键词 光纤环腔衰荡技术 腐蚀光纤 倏逝波 液体挥发
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基于电磁力的FBG电流传感器研究 被引量:1
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作者 王虎 周王民 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第2期32-34,共3页
利用通电螺线管与永磁铁之间的作用力,提出了一种测量电流的方法。光纤Bragg光栅(FBG)在永磁铁的牵引下发生轴向应变,引起Bragg中心波长的漂移,通过解调中心波长漂移量对电流进行测量。实验中采取多匝数螺线管和小电流来模拟大电... 利用通电螺线管与永磁铁之间的作用力,提出了一种测量电流的方法。光纤Bragg光栅(FBG)在永磁铁的牵引下发生轴向应变,引起Bragg中心波长的漂移,通过解调中心波长漂移量对电流进行测量。实验中采取多匝数螺线管和小电流来模拟大电流,对0—3A的直流电流进行了测量。实验结果表明:中心波长漂移量与电流有很好的线性关系,线性度为0.9998,电流灵敏度约为0.97nm/A。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤BRAGG光栅 波长解调 电磁力
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Cascaded tilted fiber Bragg grating for enhanced refractive index sensing 被引量:2
10
作者 Biqiang Jiang Zhixuan Bi +4 位作者 Shouheng Wang Tell Xi Kaiming Zhou Lin Zhang Jianlin Zhao 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第11期257-261,共5页
We proposed and experimentally demonstrated a cascaded tilted fiber Bragg grating(TFBG)for enhanced refractive index sensing.The TFBG is UV-inscribed in series in ordinary single-mode fiber(SMF)and reduced-diameter SM... We proposed and experimentally demonstrated a cascaded tilted fiber Bragg grating(TFBG)for enhanced refractive index sensing.The TFBG is UV-inscribed in series in ordinary single-mode fiber(SMF)and reduced-diameter SMF with the same tilt angle,and then excites two sets of superposed spectral combs of cladding modes.The cascaded TFBG with total length of 18 mm has a much wider wavelength range over 100 nm and narrower wavelength separation than that of a TFBG only in the SMF,enabling an enlarged range and a higher accuracy of refractive index measurement.The fabricated TFBG with the merits of enhanced sensing capability and temperature self-calibration presents great potentials in the biochemical sensing applications. 展开更多
关键词 tilted fiber Bragg grating fiber optics sensors refractive index measurement
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硅超构表面上强烈增强的三次谐波 被引量:2
11
作者 杨玖龙 元晴晨 +6 位作者 陈润丰 方汉林 肖发俊 李俊韬 赵建林 甘雪涛 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期112-119,共8页
利用超构表面结构实现硅介质内局域电磁场的极大增强,进而实现强烈增强的三次谐波激发(THG).该超构表面结构由L形的单晶硅共振子组成,通过调节抽运波长与超构表面共振波长重合,可以实现最高220倍的THG增强,THG的转化效率提升至~3×... 利用超构表面结构实现硅介质内局域电磁场的极大增强,进而实现强烈增强的三次谐波激发(THG).该超构表面结构由L形的单晶硅共振子组成,通过调节抽运波长与超构表面共振波长重合,可以实现最高220倍的THG增强,THG的转化效率提升至~3×10^–7.数值模拟和THG信号的空间扫描结果表明,场增强主要源于超构表面结构中心区域处的共振模式耦合效应.此外,实验结果表明该结构的共振模式具有明显的偏振选择性,且THG信号同样为线偏振光,消光比为15 dB. 展开更多
关键词 超构表面 三次谐波 硅介质
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基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变解调方法 被引量:5
12
作者 黄钊 赵建林 +1 位作者 秦川 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期845-849,共5页
提出并实验验证了一种基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变传感器解调方法,该方法综合了光纤法布里-珀罗干涉技术和匹配光纤光栅滤波法的优点.通过半导体制冷片和压电陶瓷组成的闭环负反馈控制系统,精确调节匹配光栅法布里-珀罗干... 提出并实验验证了一种基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变传感器解调方法,该方法综合了光纤法布里-珀罗干涉技术和匹配光纤光栅滤波法的优点.通过半导体制冷片和压电陶瓷组成的闭环负反馈控制系统,精确调节匹配光栅法布里-珀罗干涉仪的温度和应变,有效解决了光栅法布里-珀罗干涉仪的失配问题,从而保证系统静态工作点处于最佳匹配位置,同时能够避免探头因环境温度波动导致的测量误差.实验结果表明,该系统能够响应50~800Hz的输入信号,应变最小分辨力至少为0.4nε/Hz1/2,解调灵敏度高,且不受环境温度波动的影响,因而在动态应变或振动测量中具有较高的实用性. 展开更多
关键词 光纤光栅法布里-珀罗干涉仪 半导体制冷片 压电陶瓷 匹配滤波
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