全光纖位移干涉技術(shù)在SHPB實(shí)驗(yàn)測(cè)量中的應(yīng)用

提出了一種基于光纖sagnac干涉結(jié)構(gòu)的磁光光纖費(fèi)爾德(verdet)常數(shù)測(cè)量方法。通過(guò)測(cè)量光纖sagnac干涉結(jié)構(gòu)的損耗及其所能達(dá)到的最小透射率,可計(jì)算光路中耦合器的分光比;進(jìn)而根據(jù)sagnac干涉結(jié)構(gòu)的透射率隨外加磁場(chǎng)的變化,確定光纖的等效verdet常數(shù)值。使用該方法實(shí)驗(yàn)測(cè)量了高非線性光纖verdet常數(shù)的波長(zhǎng)依賴(lài)性,成為磁光四波混頻效應(yīng)研究中磁光耦合系數(shù)選擇和波長(zhǎng)設(shè)置的重要依據(jù)。

激光干涉原理在振動(dòng)測(cè)量中的應(yīng)用 引言 振動(dòng)量值的計(jì)量是計(jì)量科學(xué)中一個(gè)非常重要的方面。在現(xiàn)實(shí)中，描述振動(dòng)特性的最常用 的量值是位移、速度、加速度。常用的測(cè)振技術(shù)是接觸式測(cè)量。在測(cè)量物體上安裝加速度傳 感器，利用加速度傳感器的電荷輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)加速度-速度-位移的相關(guān)測(cè)量。如果測(cè)量較小 物體的振動(dòng)，附加的傳感器質(zhì)量往往影響被測(cè)物體的振動(dòng)，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差；而且一些工 作場(chǎng)合因被測(cè)物體表面影響或是測(cè)量條件的限制往往不允許在被測(cè)物體表面安裝測(cè)振傳感 器。因此設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型的非接觸式、高精度、實(shí)時(shí)性的測(cè)振技術(shù)一直是工程科學(xué)和技術(shù)領(lǐng) 域中的重要任務(wù)。 由于激光的方向性、單色性和相干性好等特性，使激光測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種軍事目 標(biāo)的測(cè)量和精密民用測(cè)量中，尤其是在測(cè)量各種微弱振動(dòng)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的速度及其微小的變化 等方面。 1激光干涉測(cè)振原理 激光干涉測(cè)振技術(shù)是以激光干涉原理為基礎(chǔ)進(jìn)

精密位移量的激光干涉測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1．了解激光干涉測(cè)量的原理 2．掌握微米及亞微米量級(jí)位移量的激光干涉測(cè)量方法 3．了解激光干涉測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合 二、實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)采用泰曼－格林（twyman-green）干涉系統(tǒng)，t－g干涉系統(tǒng)是著名的邁克爾遜 白光干涉儀的簡(jiǎn)化。用激光為光源，可獲得清晰、明亮的干涉條紋，其原理如圖1所示。 he-ne激光器 擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng) m1（參考鏡） m2（測(cè)量鏡） 干涉條紋 l1 l2 d bs l /2 圖1t－g干涉系統(tǒng) 激光通過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)l1提供入射的平面波（平行光束）。設(shè)光軸方向?yàn)閦軸，則此平 面波可用下式表示： ikzaezu)((1) 式中a平面波的振幅，2k為波數(shù)，激光波長(zhǎng) 此平面波經(jīng)半反射鏡bs分為二束，一束經(jīng)參考鏡m1，反射后成為參考光束，其復(fù)振 幅u

設(shè)計(jì)了芯間距較小的特殊結(jié)構(gòu)四芯光纖,可用于生成格子光場(chǎng)或用于制作光纖傳感器.研究了在采用相干長(zhǎng)度較短的ld光源的情況下,經(jīng)過(guò)一段既彎曲又扭轉(zhuǎn)的四芯光纖遠(yuǎn)程傳輸后的纖端光場(chǎng)干涉特性.基于疊加原理,出射光場(chǎng)可視為每個(gè)獨(dú)立纖芯的多光源相干疊加和圓孔衍射調(diào)制共同作用的結(jié)果,推導(dǎo)了相應(yīng)的理論公式,給出了四芯光纖遠(yuǎn)場(chǎng)干涉的理論與實(shí)驗(yàn)相一致的結(jié)果.對(duì)光纖彎曲所導(dǎo)致的光程差累積和偏振態(tài)衰變效應(yīng)進(jìn)行了分析和討論,并給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

提出了一種新的基于薄芯光纖模態(tài)干涉技術(shù)的光纖曲率傳感器。在單模光纖的中間部分插入薄芯光纖用于傳感光路,沒(méi)有插入薄芯光纖的單模光纖用于參考光路,以消除環(huán)境對(duì)曲率測(cè)量的影響。由于插入的薄芯光纖和單模光纖纖芯失配,導(dǎo)致包層的高次模被激發(fā),并與纖芯模在單模光纖內(nèi)形成干涉。當(dāng)改變薄芯光纖的曲率時(shí),沿纖芯和包層傳播的模態(tài)和光纖長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生改變,使得干涉谷峰發(fā)生平移。將傳感光纖的兩端固定的平移臺(tái)上,當(dāng)調(diào)節(jié)平移臺(tái)距離時(shí),薄芯光纖的曲率發(fā)生改變,導(dǎo)致干涉谷峰向短波方向平移。通過(guò)觀察谷峰的平移距離可以實(shí)現(xiàn)曲率的傳感測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明,該裝置具有低損耗、低成本和高靈敏度的特點(diǎn)。

利用2×2熔融拉錐型光纖耦合器,提出構(gòu)建雙m-z干涉系統(tǒng)方案,分析了熔融拉錐耦合器參數(shù)特性對(duì)雙m-z干涉系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響以及干涉臂輸出光強(qiáng)特性。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)低頻振動(dòng)周期為3±0.32min,系統(tǒng)漂移速率為2.82rad/min。

一種基于光纖mach森德干涉的新型磁場(chǎng)傳感器（mzi）的涂磁流體（mf）提出。mzi組成標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（smf）兩個(gè)球形結(jié)構(gòu)。的干涉波長(zhǎng)和功率的傳感結(jié)構(gòu)是敏感的外部的折射率（國(guó)際扶輪）。由于ri的mf對(duì)磁場(chǎng)敏感，磁場(chǎng)的測(cè)量可以通過(guò)檢測(cè)干涉譜的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，干涉傾角的波長(zhǎng)和功率都隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增大。

相對(duì)于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法,運(yùn)用合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)及其差分技術(shù)(d-insar)進(jìn)行地面微位移監(jiān)測(cè)的方法,是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)并得到日益重視的新方法。為此,論述了d-insar技術(shù)的基本原理,結(jié)合三軌法闡述了利用該技術(shù)提取礦區(qū)地表沉陷數(shù)據(jù)的過(guò)程并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析;最后展望了d-insar的下一個(gè)版本多時(shí)相差分監(jiān)測(cè)技術(shù),此技術(shù)彌補(bǔ)了d-insar技術(shù)的不足且在遙感監(jiān)測(cè)中有著無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì),應(yīng)用前景廣闊。

制作了一種基于細(xì)芯光纖tcf(thin-corefiber)和雙球結(jié)構(gòu)的干涉型光纖傳感器。在兩根單模光纖的一端分別制作球形結(jié)構(gòu),兩個(gè)球形結(jié)構(gòu)由細(xì)芯光纖相連構(gòu)成mz干涉結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度、折射率、拉力3個(gè)物理量的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溫度、折射率、拉力的靈敏度分別是0.0665nm/℃、-33.652nm/riu、-0.3608nm/n,且線性度良好。該傳感結(jié)構(gòu)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生和安全監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

一種基于光纖mach森德干涉的新型磁場(chǎng)傳感器（mzi）的涂磁流體（mf）提出。mzi組成標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（smf）兩個(gè)球形結(jié)構(gòu)。的干涉波長(zhǎng)和功率的傳感結(jié)構(gòu)是敏感的外部的折射率（國(guó)際扶輪）。由于ri的mf對(duì)磁場(chǎng)敏感，磁場(chǎng)的測(cè)量可以通過(guò)檢測(cè)干涉譜的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，干涉傾角的波長(zhǎng)和功率都隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增大。

針對(duì)已有線寬檢測(cè)方法在窄線寬激光器測(cè)量中存在的缺陷,提出一種利用非平衡光纖干涉儀相位噪聲測(cè)量并計(jì)算線寬的方法。理論分析了短程差非平衡干涉儀相位噪聲與窄線寬激光器的光頻噪聲的關(guān)系,得到了激光器的光波功率頻譜和線寬。利用臂差為10m的光纖干涉儀對(duì)窄線寬分布反饋激光器進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果表明激光器光波功率譜有近似的洛倫茲線型且線寬為5.4khz,與5khz的理論值相近。窄線寬光纖環(huán)形腔激光器的線寬測(cè)量結(jié)果為0.75khz,比用零拍法測(cè)量到的同類(lèi)型激光器低于1.5khz的結(jié)果更精確。

雙干涉光纖陀螺是一種新型光纖陀螺,可加倍sagnac信號(hào),具有輕小型、高信噪比的優(yōu)點(diǎn).為改善雙干涉光纖陀螺光纖環(huán)的溫度性能,針對(duì)其光路建立了光纖環(huán)溫度致非互易誤差模型,仿真分析了光纖環(huán)中90°熔點(diǎn)位置對(duì)溫度致非互易誤差的影響,提出了將90°熔點(diǎn)置于光纖環(huán)中點(diǎn)時(shí)陀螺的溫度致非互易誤差將顯著減小,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析相符.結(jié)果表明將90°熔點(diǎn)置于光纖環(huán)中點(diǎn)可使雙干涉光纖陀螺的溫度致非互易誤差降低為原來(lái)的1/400.

激光外差干涉技術(shù)在固體發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)中的應(yīng)用

文章編號(hào):025322239(2007)082143025 基于適度光反饋?zhàn)曰旌细缮婕夹g(shù)的振動(dòng)測(cè)量3 禹延光　郭常盈　葉會(huì)英 (鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院,鄭州450052) 摘要:　光反饋?zhàn)曰旌细缮婕夹g(shù)是一種新浮現(xiàn)的有別于傳統(tǒng)雙光束干涉的一類(lèi)新的測(cè)試技術(shù)。為了在適度光反饋 下進(jìn)行振動(dòng)的精密測(cè)量,提出了一種基于適度光反饋?zhàn)曰旌细缮婕夹g(shù)的振動(dòng)測(cè)量方法。經(jīng)對(duì)光反饋?zhàn)曰旌细缮嫘?號(hào)條紋分析,發(fā)現(xiàn)通過(guò)選定合適的光反饋水平及激光器線寬展寬因數(shù),可以得到鋸齒干涉條紋。這種干涉信號(hào)不 僅包含振動(dòng)幅度信息也包含振動(dòng)方向信息。該振動(dòng)測(cè)量方法利用鋸齒干涉條紋的特點(diǎn),首先通過(guò)條紋記數(shù)實(shí)現(xiàn)大 范圍振幅粗測(cè),具有半波長(zhǎng)位移分辨力;然后基于適度光反饋下小數(shù)條紋的特點(diǎn),給出了小于半波長(zhǎng)位移測(cè)量的線 性表達(dá)式,從而實(shí)現(xiàn)位移的精測(cè)。仿真計(jì)算表明,該方法可以實(shí)現(xiàn)大量程高分辨力振動(dòng)位

為達(dá)到虛擬檢測(cè)光纖水聽(tīng)器信號(hào)的軟件程序設(shè)計(jì)的目的,采用其輸出信號(hào)特點(diǎn),依據(jù)非ni采集卡特性,對(duì)3×3耦合解調(diào)原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析和比較,做了干涉型光纖水聽(tīng)器itt虛擬檢測(cè)方案,通過(guò)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)開(kāi)發(fā)基于lab-view的數(shù)據(jù)采集程序,編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理和顯示程序,開(kāi)發(fā)光纖水聽(tīng)器3×3耦合器零差解調(diào)法虛擬檢測(cè)系統(tǒng)。得到該虛擬檢測(cè)系統(tǒng)具有很好的幅值適應(yīng)性和低頻特性的結(jié)論。

雙芯光纖馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x的溫度特性

介紹了一種基于顯微干涉的光纖連接器端面的測(cè)試系統(tǒng),干涉儀由mirau干涉物鏡和鏡筒透鏡組成,ccd相機(jī)采集干涉圖樣,經(jīng)處理后得到相位分布圖.采用carre相位提取算法,無(wú)需進(jìn)行特定步長(zhǎng)的相移.對(duì)光纖連接器端面的表面形貌、曲率半徑、頂點(diǎn)偏移進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量系統(tǒng)的橫向分辨率可達(dá)到0.9μm,重復(fù)性測(cè)量精度為9.5nm.

對(duì)應(yīng)用于安全防范、石油管道監(jiān)測(cè)的干涉型光纖傳感器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析,由于系統(tǒng)使用單模光纖,導(dǎo)致兩干涉臂輸出偏振態(tài)變化不一致,使得系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性降低.為此,對(duì)光纜設(shè)計(jì)以及成纜技術(shù)對(duì)系統(tǒng)輸出偏振態(tài)變化的機(jī)理進(jìn)行研究,建立了數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行仿真計(jì)算并通過(guò)環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論模型,為系統(tǒng)的光纜設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù).

通過(guò)改進(jìn)光纖定向耦合器的結(jié)構(gòu),可以顯著提高光纖速度干涉儀的靈敏度。該文從熔融拉錐型光纖定向耦合器的數(shù)學(xué)模型出發(fā)進(jìn)行研究,詳細(xì)分析了2×2和3×3型光纖定向耦合器在全光纖速度干涉儀(afvisar)中的具體作用,并對(duì)此兩種結(jié)構(gòu)的光纖速度干涉儀的性能(主要是靈敏度)的優(yōu)劣進(jìn)行了對(duì)比分析,表現(xiàn)出3×3型光纖定向耦合器構(gòu)成的兩端探測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)越性。最后提出采用n×n型光纖定向耦合器可能帶來(lái)的光纖速度干涉儀性能的提高和適用局限性。

分析了光纖連接器端面幾何參數(shù)對(duì)光纖連接器性能的影響,提出了一種利用正弦相位調(diào)制(spm)干涉儀測(cè)量光纖連接器端面幾何參數(shù)的新方法。計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算表明,這種方法能在有噪聲干擾情況下高精度測(cè)量光纖連接器端面幾何參數(shù)。

正交偏振激光干涉振動(dòng)測(cè)量方法與實(shí)驗(yàn)研究文檔信息

x初x末12.701l初l末li=l末-l初 112.70123.11310.41212.24937.86125.612 223.1333.512210.382212.16137.78825.627 325.10135.59210.49112.2437.86325.623 414.73925.10110.36212.14837.7725.622 513.4523.75910.30912.2537.86825.618 x11x1x1'x11'd11=x11-x11'd1=x1-x1' 135.11336.55539.05140.5935.482.496 235.14236.54939.08140.5885.4462.532 335.10836.54539.05340.595.482