检索结果-南通市图书馆

作者：张北大连理工大学

学位级别：硕士

微波光子学是结合了微波射频领域与光学领域的交叉学科。随着微波光子学的发展,研究人员尝试着将微波光子学应用于传感领域,称之为微波光子传感,其基本原理是将传感信息通过光信号形式转换成微波信号,通过对微波信号的测量实现传感的目... 详细信息

微波光子学是结合了微波射频领域与光学领域的交叉学科。随着微波光子学的发展,研究人员尝试着将微波光子学应用于传感领域,称之为微波光子传感,其基本原理是将传感信息通过光信号形式转换成微波信号,通过对微波信号的测量实现传感的目的。微波光子传感能够提高识别速度和精度,更稳定、更易控制,具有良好的可重复测量特性。本文首先介绍了微波光子滤波器的基础理论,通过倾斜光纤光栅的模式耦合理论,分析了倾斜光纤光栅的传输特性,提出了利用倾斜光纤光栅的包层模式可以对宽带光源进行谱分割的设想,利用倾斜光纤光栅作为谱分割单元构成了多光源微波光子滤波器,其品质因数较高。通过改变链路中总的光纤长度来改变链路中的总色散值,研究了总色散值对该结构微波光子滤波器频率响应曲线的影响,并通过该方法实现了微波光子滤波器的调谐。在此基础上,由于倾斜光纤光栅包层模式对外界环境变化比较敏感,在外界环境变化的影响下会产生偏移,进而使微波光子滤波器频率响应曲线的中心频率产生偏移,利用倾斜光纤光栅同时作为谱分割单元和传感单元,通过对频率响应曲线中心频率的测量就可以实现传感的目的。使用matlab软件对温度传感与轴向应变传感进行了理论仿真,仿真结果良好,证实了利用该系统进行微波光子传感的可能性。进一步的在30℃-90℃范围内完成了温度传感实验,所得传感结果表现良好,且灵敏度为1.2083 MHz/℃。通过螺旋测微仪控制悬臂梁自由端位移施加轴向应变,在自由端位移为0.4 mm-4.0 mm的范围内进行实验,记录了在旋紧与还原两种情况的实验数据,灵敏度分别为18.93k Hz/με和23.18 k Hz/με。实现了对温度以及轴向应变的传感。

关键词：微波光子学微波光子滤波器微波光子传感倾斜光纤光栅

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基于微波光子滤波器光纤端面反射率特性的火焰传感研究

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上海第二工业大学学报 2023年第4期40卷 344-350页

作者：李乾坤桂林丁美琪钱敏上海第二工业大学智能制造与控制工程学院上海201209 上海第二工业大学计算机与信息工程学院上海201209

利用微波光子滤波器(microwave photon filter,MPF)光纤端面反射率随温度场的变化导致光纤端面反射率发生改变的原理,研究了火焰传感系统的相关特性。采用迈克尔逊结构干涉仪构成的MPF,微波光子信号在经过2km光纤后,其光纤端面受到火焰... 详细信息

利用微波光子滤波器(microwave photon filter,MPF)光纤端面反射率随温度场的变化导致光纤端面反射率发生改变的原理,研究了火焰传感系统的相关特性。采用迈克尔逊结构干涉仪构成的MPF,微波光子信号在经过2km光纤后,其光纤端面受到火焰的影响反射率发生变化,研究其变化特性与火焰之间的关系。对置于火焰中的部分传感光纤端面进行燃烧,光反射的信号幅度会因为火焰变化发生改变。该系统使用16 d Bm输出功率的非相干光源,将159.63~159.80 kHz、4 V(峰-峰值)幅度的微波信号调制于光载波上,形成微波光子信号。在传感臂光纤端面施加外焰和内焰,测量射频强度的变化,从而获取火焰传感信息。施加外焰射频强度最小值平均值变化量达到0.460 3dB;最大值平均值变化量达到0.578 7 dB,加入内焰射频强度最小值平均值变化量达到5.818 9 dB;最大值平均值变化量达到6.600 2 dB。实验验证得该系统对于火焰具有较好的传感性能。

关键词：微波光子滤波器火焰传感光纤端面反射微波光子传感光纤传感

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基于微波光子滤波器射频强度的叶绿素检测研究

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中国激光 2023年第21期50卷 221-231页

作者：李乾坤丁美琪桂林连枭轩钱敏上海第二工业大学智能制造与控制工程学院上海201209 上海第二工业大学计算机与信息工程学院上海201209

叶绿素的检测和监测在植物生理、水质状况、农业管理和生态系统健康等方面具有重要意义。笔者设计了一种基于微波光子滤波器(MPF)射频强度的叶绿素检测系统,该系统利用叶绿素质量浓度变化导致光纤端面反射率发生变化的原理,根据射频强... 详细信息

叶绿素的检测和监测在植物生理、水质状况、农业管理和生态系统健康等方面具有重要意义。笔者设计了一种基于微波光子滤波器(MPF)射频强度的叶绿素检测系统,该系统利用叶绿素质量浓度变化导致光纤端面反射率发生变化的原理,根据射频强度与叶绿素质量浓度之间的关系,实现对叶绿素的检测。该系统具有体积小、抗干扰能力强的特点,而且可以实现长距离检测。在该系统中,宽谱光源、微波信号源、掺铒光纤放大器、电光调制器、隔离器、光耦合器、光电探测器、频谱仪、光纤等构成了迈克耳孙干涉仪结构的微波光子滤波器。提取不同蔬菜的叶绿素溶液,采用该系统对叶绿素溶液进行检测,验证了其在植物叶绿素检测方面的可行性。采用该系统检测了叶绿素实验原液以及由叶绿素标准溶液配制的不同质量浓度梯度的叶绿素溶液,验证了射频强度与叶绿素质量浓度之间存在较好的线性关系,其中最大射频强度与叶绿素质量浓度的线性拟合度(R2)达到了0.9741,灵敏度为0.007881 d B/(μg·L^(-1)),最小射频强度与叶绿素质量浓度的线性拟合度达到了0.9841,灵敏度为0.02258 d B/(μg·L^(-1))。上述实验结果表明该系统在高质量浓度叶绿素和低质量浓度叶绿素情况下均具有较好的传感性能。

关键词：传感叶绿素叶绿素质量浓度检测微波光子滤波器微波光子传感光纤传感

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基于耦合光电振荡器的光纤传感技术研究

基于耦合光电振荡器的光纤传感技术研究

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作者：唐洋旭重庆大学

学位级别：硕士

微波光子学具有频率高、带宽大和抗电磁干扰的优势,将微波光子技术应用在光纤传感领域是重点研究方向。耦合光电振荡器与光纤传感技术结合的微波光子传感系统,不仅具备耦合光电振荡器解调速度快、分辨率高的优势,还具有光纤传感技术体... 详细信息

微波光子学具有频率高、带宽大和抗电磁干扰的优势,将微波光子技术应用在光纤传感领域是重点研究方向。耦合光电振荡器与光纤传感技术结合的微波光子传感系统,不仅具备耦合光电振荡器解调速度快、分辨率高的优势,还具有光纤传感技术体积小、质量轻和抗化学腐蚀的特点,通过光器件实现传感信息的光域感知,把精度较低的光信号物理参数变化测量转化为精度较高的微波信号相位、频率和延时的测量,利用精密微波测量仪器解调,提高光纤传感技术的解调速度与分辨率。因此,本文提出基于耦合光电振荡器的光纤传感系统,并对磁场、应变、扭转等参量进行测量,主要内容如下:(1)搭建基于耦合光电振荡器的应变传感系统,采用平移台对单模光纤施加轴向应变,通过频谱仪监测振荡频移评估应变,分别以963 MHz与2.65GHz为振荡频率进行试验,动态应变传感范围均达到10000με,振荡频率在963 MHz的灵敏度为-6.5 Hzμε;振荡频率在2.65GHz的灵敏度为-13.85 Hzμε。(2)利用耦合光电振荡器实现偏振激光器的单模输出,可以进行双折射参量的探测。利用磁光晶体受磁场影响的圆双折射特性,实现了在磁场范围243～640.7Oe内,最大磁场传感灵敏度达到-174.501 Hz/Oe。(3)提出基于耦合光电振荡器的扭转传感系统,利用耦合光电振荡器对保偏光纤探测的扭转传感信息解调,设置保偏光纤长度为48cm和22cm进行实验对照。48cm保偏光纤的传感实验,传感灵敏度达到-60.006 Hz/°;22cm保偏光纤的传感实验,传感灵敏度达到-180.996 Hz/°。

关键词：耦合光电振荡器微波光子传感磁场传感应变传感扭转传感

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