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基于光源滤波的高精度光纤光栅地震检波解调系统

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光学学报 2010年第8期30卷 2219-2223页

作者：乔学光丁锋贾振安宋娟西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065 西北大学陕西西安710069

利用光纤超荧光光源在1530nm附近具有较好的线性边带做边沿滤波器进行滤波解调,并对边沿滤波和光源的工作原理进行了深入分析。由于光源波长检测灵敏度对系统解调灵敏度起决定作用,所以系统光源采用了双程后向结构,在线性边带的下降沿2.... 详细信息

利用光纤超荧光光源在1530nm附近具有较好的线性边带做边沿滤波器进行滤波解调,并对边沿滤波和光源的工作原理进行了深入分析。由于光源波长检测灵敏度对系统解调灵敏度起决定作用,所以系统光源采用了双程后向结构,在线性边带的下降沿2.5nm范围内功率随波长变化的灵敏度为-14.7μW/nm,线性拟合度达到了0.9995。系统采用全光结构,提高了解调速度。通过对地震检波的模拟测量,解调检测波长灵敏度可达-1.27pm/mV,应变分辨力为1.06με。实验表明,该解调系统具有操作简单、灵敏度高、稳定性好、性价比高且反应速度快,可以实现对地震信号的实时检测。

关键词：光纤光学地震检波解调边沿滤波光纤光源

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光纤光栅高速动态振动信号解调技术的研究

光电子．激光 2011年第5期22卷 729-732页

作者：贾振安营旭东乔学光丁锋西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065 西北大学陕西西安710069

研究了一种基于放大自发辐射光源（ASE）的光纤布拉格光栅（FBG）振动传感解调系统。利用改进光源的基础上,在线性边带的上升沿2.5 nm范围内,线性拟合度达到了0.999 4,实现了波长线性解调,动态测量范围达到40~50 dB。实验表明,本文提出... 详细信息

研究了一种基于放大自发辐射光源（ASE）的光纤布拉格光栅（FBG）振动传感解调系统。利用改进光源的基础上,在线性边带的上升沿2.5 nm范围内,线性拟合度达到了0.999 4,实现了波长线性解调,动态测量范围达到40~50 dB。实验表明,本文提出的解调系统结构简单、响应速度快、输出线性好,适合高速动态信号的检测。

关键词：光纤传感光纤Bragg光栅(FBG) 边缘滤波波长解调光纤光源

光纤布拉格光栅嵌入SMS光纤结构的湿度传感器

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光谱学与光谱分析 2016年第9期36卷 3008-3013页

作者：邵敏乔学光傅海威李岩姚妮贾振安西安石油大学理学院陕西省光电传感测井重点实验室陕西西安710065 西北工业大学理学院陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710072 西北大学物理学院陕西西安710069 浙江大学光电工程系现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027

提出了一种基于光纤布拉格光栅嵌入单模-多模纤芯-单模(single-mode-multimode fiber core-single mode,SMS)光纤结构的湿度传感器。当环境湿度变化时,SMS光纤结构的干涉光谱会发生漂移,而光纤布拉格光栅对湿度不敏感,其纤芯基模保持不... 详细信息

提出了一种基于光纤布拉格光栅嵌入单模-多模纤芯-单模(single-mode-multimode fiber core-single mode,SMS)光纤结构的湿度传感器。当环境湿度变化时,SMS光纤结构的干涉光谱会发生漂移,而光纤布拉格光栅对湿度不敏感,其纤芯基模保持不变。因此利用SMS光纤结构对环境湿度的敏感性去调制光纤布拉格光栅纤芯基模,通过检测光纤布拉格光栅纤芯基模的反射能量变化就可以实现湿度测量。数值模拟了SMS光纤结构的内部光场分布规律,理论计算了不同环境折射率时,多模纤芯的长度、直径对SMS光纤结构输出能量耦合系数的影响。理论模拟表明,随着环境折射率变化,SMS光纤结构中传输的纤芯基模的输出能量耦合系数会发生变化。同时制作了传感器样品并对其进行了传感实验研究,实验结果表明多模纤芯长35mm、纤芯直径为85μm的传感器在45%~95%RH湿度变化范围内,湿度灵敏度为0.06dBm·(%RH)^(-1)。在20~80℃温度范围内,传感器的温度灵敏度为0.008nm·℃^(-1),温度所带来的湿度测量误差为0.047%RH·℃^(-1)。传感器具有制作简单、灵敏度高、反射式能量检测等优点,在湿度测量领域有一定的应用价值。

关键词：光纤布拉格光栅单模-多模纤芯-单模光纤结构湿度传感

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光纤光栅温度压力同时区分测量技术研究

光电子．激光 2009年第9期20卷 1186-1188页

作者：乔学光韩鹏贾振安冯飞冯宏飞西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065 长庆油田分公司油气工艺研究院陕西西安710021

提出一种基于金属合金薄壁弹性圆筒双光纤Bragg光栅(FBG)温度压力同时区分测量的传感模型。将FBG1和FBG2分别沿着圆筒的轴线方向粘贴在空心段外壁上和底座实心的外壁面上。圆筒内压力和温度的变化将引起FBG1波长的变化,温度的变化引起F... 详细信息

提出一种基于金属合金薄壁弹性圆筒双光纤Bragg光栅(FBG)温度压力同时区分测量的传感模型。将FBG1和FBG2分别沿着圆筒的轴线方向粘贴在空心段外壁上和底座实心的外壁面上。圆筒内压力和温度的变化将引起FBG1波长的变化,温度的变化引起FBG2波长的变化,通过FBG2对FBG1的温度补偿进行温度和压力的同时区分测量。在100℃内2、0 MPa压力下,实验测得传感器的压力响应灵敏度系数约为0.012 nm/MPa,温度响应灵敏度系数约为0.012 nm/℃。

关键词：光纤光学光纤Bragg光栅(FBG) 温度压力传感区分测量高温高压

利用支持向量机补偿温度对光纤光栅传感的影响

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光电子．激光 2010年第6期21卷 803-807页

作者：邵军刘君华乔学光贾振安西安交通大学电气学院陕西西安710049 西安石油大学理学院光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065 西北大学陕西西安710069

不同于以往温度、应变与光纤Bragg光栅(FBG)峰值波长偏移量之间的数学模型,本文提出利用支持向量机(SVM,support vector machine)补偿温度的影响,并以FBG压力传感器为例,利用标定的压力传感器数据对SVM模型的惩罚系数C和径向基核函数(R... 详细信息

不同于以往温度、应变与光纤Bragg光栅(FBG)峰值波长偏移量之间的数学模型,本文提出利用支持向量机(SVM,support vector machine)补偿温度的影响,并以FBG压力传感器为例,利用标定的压力传感器数据对SVM模型的惩罚系数C和径向基核函数(RBF)核参数γ进行优化,得到SVM温度补偿模型,选择核参数γ为100、惩罚系数C为16。经过补偿后,压力传感器的零位温度系数和灵敏度温度系数由补偿前的34.5%/℃和34.2%/℃减小到1.7×10-5%/℃和7.7×10-5/%/℃。充分说明,利用SVM补偿温度对FBG压力传感器的影响是有效的。

关键词：光纤光学支持向量机(SVM) 传感器温度补偿

放大自发辐射解调的光纤光栅振动传感系统时域建模研究

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西安交通大学学报 2010年第4期44卷 43-47页

作者：邵军刘君华乔学光贾振安葛鹏西安交通大学电气工程学院西安710049 西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室西安710065

将放大自发辐射(ASE)光源的线性区间作为边缘滤波器的解调技术予以推广,将其由温度、应变的静态解调扩展应用至光纤光栅振动传感器的动态解调.首先建立了基于ASE光源解调的光纤光栅振动传感测量系统,提出位移负阶跃响应测试法并利用其... 详细信息

将放大自发辐射(ASE)光源的线性区间作为边缘滤波器的解调技术予以推广,将其由温度、应变的静态解调扩展应用至光纤光栅振动传感器的动态解调.首先建立了基于ASE光源解调的光纤光栅振动传感测量系统,提出位移负阶跃响应测试法并利用其得到了该系统的时域信号,并且由非线性直接拟合法获得该系统的动态参数,所得动态参数与有限元仿真结果相近.研究结果表明:ASE光源进行动态解调方案简单可行,位移负阶跃响应测试法获得动态时域信号不需要专门的激励设备,易于实现,与传统求取动态参数的方法相比,非线性拟合法求取动态参数更为简便.

关键词：光纤光栅振动加速度传感器 ASE光源时域建模负阶跃响应非线性直接拟合法

基于全光纤M-Z干涉仪的ASE光源增益谱平坦滤波器研究

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光电子．激光 2010年第1期21卷 1-4页

作者：贾振安李丽乔学光刘颖刚西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安710065 西北大学陕西西安710069

基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,在Matlab软件中,利用优化的迭代算法、Least Pth-norm算法和AMPSO算法,提出一种用于平坦掺Er光纤(EDF)放大自发辐射(ASE)光源增益谱的级联MZI型全光纤滤波器的优化设计方法,并进行了实验研究。结果表明... 详细信息

基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,在Matlab软件中,利用优化的迭代算法、Least Pth-norm算法和AMPSO算法,提出一种用于平坦掺Er光纤(EDF)放大自发辐射(ASE)光源增益谱的级联MZI型全光纤滤波器的优化设计方法,并进行了实验研究。结果表明:采用该方法设计的级联MZI型全光纤滤波器可以有效改善ASE宽带光源输出光谱的平坦度,被平坦波段(1525～1540nm)范围内输出光谱的不平坦度小于±0.73dB,整个C波段光谱3dB带宽为36.344nm。

关键词：光谱平坦技术光纤滤波器 Mach-Zehnder干涉仪(MZI) 宽带光源

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基于特殊悬臂梁的光纤光栅应力响应特性分析

光电子．激光 2004年第2期15卷 153-155页

作者：孙安乔学光贾振安郭团陈长勇西安石油大学光纤传感实验室陕西西安710065

分析了一种特殊结构的铝合金空心悬臂梁的受力原理。将光纤Bragg光栅(FBG)粘贴于悬臂梁上,在悬臂梁自由端施加载荷,对BGF的应力响应进行测试。实验结果表明,当所加载荷为200g时,Bragg波长漂移了约为0.215nm;而当梁不为空心时,其漂移量仅... 详细信息

分析了一种特殊结构的铝合金空心悬臂梁的受力原理。将光纤Bragg光栅(FBG)粘贴于悬臂梁上,在悬臂梁自由端施加载荷,对BGF的应力响应进行测试。实验结果表明,当所加载荷为200g时,Bragg波长漂移了约为0.215nm;而当梁不为空心时,其漂移量仅为0.019nm,增敏约10倍左右。因此,如果使用弹性材料对FBG进行封装时,通过这种封装结构能够实现对FBG的压力增敏。

关键词：悬臂梁光纤Bragg光栅应力响应压力增敏

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高功率宽带掺铒超荧光光源

光电工程 2004年第9期31卷 18-21页

作者：郭小东乔学光贾振安王小凤西安石油大学光纤传感实验室陕西西安710065

采用单程后向结构,通过优化掺铒光纤的长度及抽运功率等参量,并尽量提高熔接效率,实现了一种功率达28.58mW(14.56dBm)的高功率宽带光源,在1525-1565nm之间功率高达27.34mW(14.37dBm)。在未加任何滤波器的情况下,其3dB带宽为31.2nm。对... 详细信息

采用单程后向结构,通过优化掺铒光纤的长度及抽运功率等参量,并尽量提高熔接效率,实现了一种功率达28.58mW(14.56dBm)的高功率宽带光源,在1525-1565nm之间功率高达27.34mW(14.37dBm)。在未加任何滤波器的情况下,其3dB带宽为31.2nm。对一根光纤中前向与后向光光谱特点进行分析比较。结果表明,用一段光纤和一只二极管可实现C+L波段的宽带高功率光源,结构紧凑,成本低。

关键词：掺铒光纤超荧光光纤光源宽带光源放大的自发辐射