结合二维分光光谱仪与可调谐法布里-珀罗干涉仪的超高分辨率光谱测量技术研究 被引量：5

1

作者 柳文娟 胡澄之 +2 位作者 姜培培 吴波 沈永行 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期358-364,共7页

提出并实验演示了一种新型的超高分辨率光谱测量技术,通过将二维分光的高分辨率面阵光谱仪和可调谐法布里-珀罗（F-P）干涉仪相结合来实现超高分辨率的光谱测量,其中高分辨率面阵光谱仪的分辨率优于可调谐F-P干涉仪的自由光谱范围（FSR... 提出并实验演示了一种新型的超高分辨率光谱测量技术,通过将二维分光的高分辨率面阵光谱仪和可调谐法布里-珀罗（F-P）干涉仪相结合来实现超高分辨率的光谱测量,其中高分辨率面阵光谱仪的分辨率优于可调谐F-P干涉仪的自由光谱范围（FSR）。所采用的可调谐F-P干涉仪光谱范围为780-840 nm,FSR为3.75 GHz,精细度大于100。利用虚拟成像阵列和平面衍射光栅构建了二维分光面阵光谱仪,实现了17.4 nm（792-809.4 nm）光谱范围内0.7 GHz的光谱分辨率,分辨率值高于可调谐F-P的FSR。二者的结合实现了优于37.5 MHz的超高光谱分辨率。利用所构建的光谱仪实际测量了锁模钛宝石激光器的激光光谱,证实可以较为清晰地分辨其间隔为76.3 MHz的各个纵模。 展开更多

关键词 光谱学 高分辨率测量 虚拟成像陈列 可调谐法布里-珀罗 面阵光谱仪

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高速大容量光纤光栅解调仪的研究 被引量：47

2

作者 李政颖 周祖德 +4 位作者 童杏林 熊涛 唐智浩 蔡林均 赵猛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期52-57,共6页

采用半导体光放大器和可调谐法布里-珀罗滤波器,以环路结构组成高速扫描激光器,结合光耦合器、光环路器和光电二极管等,形成4通道大容量高速光纤光栅解调仪。系统采用2kHz的类三角波调制信号,驱动法布里-珀罗滤波器在50nm的光谱范围内... 采用半导体光放大器和可调谐法布里-珀罗滤波器,以环路结构组成高速扫描激光器,结合光耦合器、光环路器和光电二极管等,形成4通道大容量高速光纤光栅解调仪。系统采用2kHz的类三角波调制信号,驱动法布里-珀罗滤波器在50nm的光谱范围内进行快速扫描。通过引入光纤梳状滤波器和单峰滤波器组成的参考通路,消除法布里-珀罗滤波器的非线性效应和扫描波长漂移问题,使得解调仪具有很好的稳定性和线性度。高速光纤光栅解调仪的稳定性为2pm,分辨率为1pm,线性度为0.99957,测量精度为5pm,解调频率为2kHz。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感 光纤布喇格光栅 高速解调 可调谐法布里-珀罗滤波器 非线性

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基于可调谐F-P滤波器的FBG波长解调系统的动态实时校准方法 被引量：29

3

作者 王鹏 赵洪 +2 位作者 刘杰 陈俊岐 韩旭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期77-84,共8页

为减小可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器驱动元件的温度漂移及非线性导致的光纤布拉格光栅(FBG)波长解调误差,在分析比较串联型和并联型两种校正方案基础上,提出了一种改进型串联实时校准方法。设计了具备高热稳定性且内部温度分布均匀的... 为减小可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器驱动元件的温度漂移及非线性导致的光纤布拉格光栅(FBG)波长解调误差,在分析比较串联型和并联型两种校正方案基础上,提出了一种改进型串联实时校准方法。设计了具备高热稳定性且内部温度分布均匀的参考光栅模块,通过实时测量紧贴参考光栅埋入的高精度热电阻温度值及事先标定的4支参考光栅波长与热电阻温度值对应关系,获取4个精确波长参考点,在每次扫描时实时校准可调谐F-P滤波器透射波长与驱动电压函数关系。实验结果表明采用改进的动态实时校准方法解调FBG波长的最大误差为±3 pm。与通过直接读取驱动电压确定FBG中心波长的方法相比,解调精度提高了6倍;与已报道的串联校正方法相比,解调精度提高了3倍。 展开更多

关键词 光纤光学 动态实时校准方法 参考光栅模块 可调谐法布里-珀罗滤波器

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光谱吸收型光纤气体传感器的研究 被引量：17

4

作者 王立新 张爱军 +2 位作者 张宇 罗德新 甘维兵 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期12-13,共2页

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用LED作为光源,利用可调谐法布里-珀罗腔的选频特性进行检波,并采用谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用多光路设计和软件控制相结合,可在线检测多种气体,克服了以往气... 研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用LED作为光源,利用可调谐法布里-珀罗腔的选频特性进行检波,并采用谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用多光路设计和软件控制相结合,可在线检测多种气体,克服了以往气体传感器只能检测一种气体的缺点,大大增加了该传感器的适用性。 展开更多

关键词 光纤气体传感器 可调谐法布里-珀罗腔 光谱吸收

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基于频谱分区的高精度光纤光栅波长解调系统 被引量：15

5

作者 杨刚 许国良 +1 位作者 涂郭结 夏岚 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期98-103,共6页

设计了一种基于频谱分区的高精度光纤光栅波长解调系统。在传统的法布里-珀罗滤波器法中加入法布里-珀罗标准具动态校准滤波器的波长读取值,很好地消除了由滤波器调谐的温度漂移和蠕动引起的测量误差;同时利用标准具及放大自发辐射(ASE... 设计了一种基于频谱分区的高精度光纤光栅波长解调系统。在传统的法布里-珀罗滤波器法中加入法布里-珀罗标准具动态校准滤波器的波长读取值,很好地消除了由滤波器调谐的温度漂移和蠕动引起的测量误差;同时利用标准具及放大自发辐射(ASE)光源特性进行频谱分区解调,大大降低了滤波器调谐时非线性的影响,使得解调系统具有很高的解调精度和很好的稳定性。实验结果表明,系统的稳定性为0.97 pm,分辨率达到了0.33 pm,温度解调线性度为0.9999。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤光栅解调系统 可调谐法布里-珀罗滤波器 法布里-珀罗标准具 频谱分区解调

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基于单片机实现FBG传感器的数据采集 被引量：8

6

作者 沈卫国 肖立志 +1 位作者 张元中 付建伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期122-124,共3页

介绍了基于单片机实现光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器的数据采集系统的实现原理、硬件结构和软件设计。为了实现对FBG传感器的数据采集,采用美国Silicon Labs公司生产的C8051F020单片机对经过可调谐F-P腔解调后的波长进... 介绍了基于单片机实现光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器的数据采集系统的实现原理、硬件结构和软件设计。为了实现对FBG传感器的数据采集,采用美国Silicon Labs公司生产的C8051F020单片机对经过可调谐F-P腔解调后的波长进行采集,对得到的数据进行分析处理。实验结果表明该系统可满足井下实时采集的要求,为井下实时采集系统提供可靠的现场测试工具。 展开更多

关键词 FBG传感器 可调谐法布里-珀罗腔法 数据采集 单片机

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适用于高功率可调谐光纤激光器的法布里-珀罗滤波器研究 被引量：6

7

作者 苏立钦 沈永行 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2351-2354,共4页

为满足高功率可调谐激光器的应用需求,研制了一种新型的法布里-珀罗(F-P)滤波器,由两个光纤准直器、一个腔长可调的短腔F-P腔和一个压电陶瓷(PZT)微位移器组成,F-P腔和PZT配合形成了一个可调谐的光滤波器。通过改变PZT上所加电压来控制... 为满足高功率可调谐激光器的应用需求,研制了一种新型的法布里-珀罗(F-P)滤波器,由两个光纤准直器、一个腔长可调的短腔F-P腔和一个压电陶瓷(PZT)微位移器组成,F-P腔和PZT配合形成了一个可调谐的光滤波器。通过改变PZT上所加电压来控制F-P腔的腔长,该滤波器得到了接近50 nm宽的调谐范围,精细度达到134。利用所制作的F-P滤波器,使用Yb3+掺杂光纤作为增益介质,构建了一台可调谐的环形光纤激光器,取得调谐范围为32.5 nm的可调谐激光输出,波长为1032.82～1065.32 nm。激光器最大输出功率为2.72 mW,线宽为0.078 nm。 展开更多

关键词 激光器 光纤激光器 可调谐法布里-珀罗滤波器 可调谐激光器 法布里-珀罗腔

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基于光纤布拉格光栅的温度应变复合测量系统 被引量：7

8

作者 王立恒 林旭君 +1 位作者 俞琳 汪冉冉 《纳米技术与精密工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期412-418,共7页

本文基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感原理和可调谐滤波器解调技术设计了一套可用于工程中温度和应变监测的复合测量系统.对系统进行模块化设计,可根据应用实际情况配置各个模块,能够实现14通道同步并行测量,每通道最... 本文基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感原理和可调谐滤波器解调技术设计了一套可用于工程中温度和应变监测的复合测量系统.对系统进行模块化设计,可根据应用实际情况配置各个模块,能够实现14通道同步并行测量,每通道最多可负载16支FBG传感器,即最多能实现224个待测点的实时同步测量.针对可调谐滤波器输出波长的非线性漂移问题,提出了可调谐滤波器的自适应驱动算法,波长拟合残差小于1 pm,确保系统的测量精度.系统的温度测量精度小于±0.5℃,稳定性良好.将本文系统应用于混凝土监测领域,测量结果验证了其可行性,可以满足实际工程应用的需要. 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 可调谐法布里-珀罗滤波器 温度 应变

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光纤光栅位移传感器实时监测解调系统 被引量：6

9

作者 尹建璟 许雪梅 丁一鹏 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第1期166-173,共8页

为建立稳定的光纤光栅传感器波长解调系统,利用可调谐法布里-珀罗滤波器的窄带滤波特性实现对宽带光源的线性扫描,采用放在恒温箱的高精度参考光栅标定法布里-珀罗标准具的方法,提供多个间隔相同、幅值平稳的波长参考点。将采集到的原... 为建立稳定的光纤光栅传感器波长解调系统,利用可调谐法布里-珀罗滤波器的窄带滤波特性实现对宽带光源的线性扫描,采用放在恒温箱的高精度参考光栅标定法布里-珀罗标准具的方法,提供多个间隔相同、幅值平稳的波长参考点。将采集到的原始数据序列采用改进的小波阈值去噪算法(使用新的阈值函数和阈值)进行平滑滤波处理,通过高斯拟合算法的核心思想得到粗峰值序列,再进行二次处理,去掉无效峰,修正部分峰的位置,搭建了光纤光栅位移传感器的实时监测解调系统,与螺旋测微仪相比精度稳定在0.25mm左右。 展开更多

关键词 光纤光学 可调谐法布里-珀罗滤波器 法布里-珀罗标准具 小波阈值去噪 高斯拟合算法

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基于光纤光栅传感系统的光纤法布里-珀罗滤波器热致非线性研究 被引量：6

10

作者 盛文娟 张慧 +2 位作者 杨宁 刘洋 彭刚定 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第4期296-302,共7页

研究和评估了基于光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的压电陶瓷(PZT)驱动的光纤法布里-珀罗(FFP)滤波器的热致非线性,采用多项式拟合法减小FFP滤波器的热致非线性误差。在FFP滤波器所处环境温度变化超过15℃的情况下,采用大于等于4阶的多项... 研究和评估了基于光纤布拉格光栅(FBG)传感系统的压电陶瓷(PZT)驱动的光纤法布里-珀罗(FFP)滤波器的热致非线性,采用多项式拟合法减小FFP滤波器的热致非线性误差。在FFP滤波器所处环境温度变化超过15℃的情况下,采用大于等于4阶的多项式拟合和参考光栅的方法,可使FFP滤波器热致应变误差从750με减小到15με,标准差保持在10με以下。实验结果显示,当PZT驱动的FFP滤波器的温度变化范围较大时,其热效应不是简单地保持不变或呈线性。 展开更多

关键词 光学器件 可调谐法布里-珀罗滤波器 光纤布拉格光栅 压电陶瓷 热效应 非线性 多项式拟合

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一种新型微机电系统法布里-珀罗滤波器的设计与分析 被引量：4

11

作者 张建飞 庄须叶 +2 位作者 汪为民 陶逢刚 姚军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期160-166,共7页

基于微机电系统(MEMS)技术,提出了一种光栅与法布里-珀罗(F-P)腔相结合的新型MEMS F-P滤波器结构,这种滤波器既能保证较宽的自由光谱范围又能够获得较窄的半峰全宽。从实现机理、参数设计和选择对F-P滤波器的结构进行了深入分析,并着重... 基于微机电系统(MEMS)技术,提出了一种光栅与法布里-珀罗(F-P)腔相结合的新型MEMS F-P滤波器结构,这种滤波器既能保证较宽的自由光谱范围又能够获得较窄的半峰全宽。从实现机理、参数设计和选择对F-P滤波器的结构进行了深入分析,并着重对微桥桥面的机电性能进行了仿真计算。通过选择不同的微桥桥面厚度(0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1μm),比较微桥在静电力作用下的平整度,发现当微桥表面厚度为1μm时,得到了一个较优结果,在5V电压下,上反射镜的倾斜位移ΔL为9.11nm,最大腔长变化量为242nm,这样能保持前后腔面反射光的平行要求,从而保证滤波器的滤波效率和对选择光的利用率。该滤波器能够解决传统微型滤波器自由光谱范围与半峰全宽相互限制的矛盾,提高微型滤波器的性能。 展开更多

关键词 光学器件 微机电系统 滤波器 光栅 可调谐法布里-珀罗腔 微桥

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地质构造物理模拟监测的光纤光栅传感系统 被引量：3

12

作者 雷振山 钟少龙 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第3期264-266,共3页

为了精确、实时、完整地监测地质构造物理模拟实验介质的三维变形,设计了光纤布喇格光栅传感系统。在高分子弹性带上,双面交错布置光纤布喇格光栅构成传感链;用可调谐法布里-珀罗腔进行波长解调;用有限单元法进行变形分析;用虚拟仪器进... 为了精确、实时、完整地监测地质构造物理模拟实验介质的三维变形,设计了光纤布喇格光栅传感系统。在高分子弹性带上,双面交错布置光纤布喇格光栅构成传感链;用可调谐法布里-珀罗腔进行波长解调;用有限单元法进行变形分析;用虚拟仪器进行信号处理。系统容量1400点,应变量程±800×10-6,应变测量精度为±10-6,测量全部测点的时间小于1 s。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 构造模拟变形监测 可调谐法布里-珀罗腔 有限元法 虚拟仪器

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软件控制吸收型光纤气敏传感器 被引量：1

13

作者 张宇 张爱军 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2005年第11期13-14,共2页

研究了一种易于实现的软件控制光谱吸收型光纤气体传感器。采用LED作为光源,利用可调谐法布里-珀罗腔的选频特性进行检波,并采用谐波检测,大大提高了检测的灵敏度。同时采用多光路设计和软件控制相结合,在线检测多种气体,克服了以往气... 研究了一种易于实现的软件控制光谱吸收型光纤气体传感器。采用LED作为光源,利用可调谐法布里-珀罗腔的选频特性进行检波,并采用谐波检测,大大提高了检测的灵敏度。同时采用多光路设计和软件控制相结合,在线检测多种气体,克服了以往气体传感器只能检测一种气体的缺点,大大增加了传感器的适用性。 展开更多

关键词 光纤气敏传感器 光吸收 可调谐法布里-珀罗腔

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基于粒子群算法的FBG传感系统数据采集速率优化

14

作者 张慧 盛文娟 +1 位作者 杨宁 黄伟 《光通信技术》 北大核心 2017年第9期45-48,共4页

首先介绍了光纤光栅(FBG)远程传感系统的组成及解调方法。针对FBG传感系统在远程设置零点时,数据处理速率波动引起的数据采集速率与数据处理速率不匹配问题,提出引入粒子群(PSO)算法实时在线优化光谱扫描速率,使动态传感系统持续处于系... 首先介绍了光纤光栅(FBG)远程传感系统的组成及解调方法。针对FBG传感系统在远程设置零点时,数据处理速率波动引起的数据采集速率与数据处理速率不匹配问题,提出引入粒子群(PSO)算法实时在线优化光谱扫描速率,使动态传感系统持续处于系统可能达到的最高数据采集速率,降低传感系统测量精度。最后通过实验平台验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 FBG传感 可调谐法布里-珀罗滤波器 粒子群算法 光谱扫描速率 并行处理

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可调谐法布里-珀罗滤波器的高精度大范围实时定标 被引量：17

15

作者 乔学光 王瑜 +3 位作者 傅海威 赵大壮 王炜 张晶 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期852-855,共4页

将乙炔(C2H2)气体的吸收光谱作为标准波长参考,对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器进行波长实时定标,使解调系统的测量精度提高到1pm。根据可调谐光纤法布里-珀罗滤波器谐振波长的周期性,提出了大波长范围的波长定标方法,从而可以在1525～16... 将乙炔(C2H2)气体的吸收光谱作为标准波长参考,对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器进行波长实时定标,使解调系统的测量精度提高到1pm。根据可调谐光纤法布里-珀罗滤波器谐振波长的周期性,提出了大波长范围的波长定标方法,从而可以在1525～1615nm的范围内对可调谐光纤法布里-珀罗进行精确定标,实现了高精度大波长范围的信号探测。相比于传统的以光纤光栅作为波长参考的定标方法,该方法的测量精度、测量范围、系统运行可靠性都大为改善。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤光栅传感 信号解调 可调谐光纤法布里-珀罗滤波器 气体吸收池

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基于实时校准技术的光纤光栅传感解调系统 被引量：11

16

作者 陈长勇 乔学光 +2 位作者 王小凤 贾振安 党瑞荣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期825-828,共4页

报道了一种采用实时校准技术的数字化光纤光栅传感解调方案。解调系统利用锯齿波电压信号和数字相位同步信号控制可调谐光纤法布里珀罗(TFFP)滤波器,对光纤光栅传感器阵列进行扫描式寻址,同时采用非测量环境中的参考光栅和数字温度计提... 报道了一种采用实时校准技术的数字化光纤光栅传感解调方案。解调系统利用锯齿波电压信号和数字相位同步信号控制可调谐光纤法布里珀罗(TFFP)滤波器,对光纤光栅传感器阵列进行扫描式寻址,同时采用非测量环境中的参考光栅和数字温度计提供精确的参考波长,并由高速数字信号处理器(DSP)实时校准滤波器的波长读取值,很好地消除了滤波器调谐的温度漂移、非线性和蠕动性引起的测量误差。结果表明,实验系统的波长寻址范围为1520～1570nm,扫描频率为100Hz,波长测量分辨率为5pm,应变测量分辨率为4.13με。 展开更多

关键词 光纤光学 传感器 可调谐光纤法布里-珀罗滤波器 实时校准 数字信号处理器

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基于迈克耳孙干涉技术的光学电压传感器研究 被引量：3

17

作者 李丹丹 陈信伟 +3 位作者 贺胜男 樊彦恩 王凯 武帅 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第7期77-81,共5页

对非平衡光纤迈克耳孙干涉仪(MI)粘接在压电陶瓷块(PZT)表面的体系施加交流电压,构成光学电压传感器。PZT产生的压电形变传递给MI,利用可调谐光纤法布里-珀罗(F-P)滤波器对MI输出光强变化进行解调,从而获得被测交流电压信号。实验结果表... 对非平衡光纤迈克耳孙干涉仪(MI)粘接在压电陶瓷块(PZT)表面的体系施加交流电压,构成光学电压传感器。PZT产生的压电形变传递给MI,利用可调谐光纤法布里-珀罗(F-P)滤波器对MI输出光强变化进行解调,从而获得被测交流电压信号。实验结果表明,该传感器对交流电压具有良好的线性响应。同时,针对可调谐光纤F-P滤波器的调节精度、MI的消光比对系统探测精度的影响进行探讨。 展开更多

关键词 光纤光学 光学电压传感器 迈克耳孙干涉 可调谐光纤法布里-珀罗滤波器

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