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基于调谐滤波技术的光纤光栅传感解调系统

光电子．激光 2004年第7期15卷 778-781页

作者：陈长勇乔学光贾振安赵大壮傅海威郭团孙安西安石油大学光纤传感实验室西安710065

基于光纤光栅调谐技术,提出了动态滤波扫描、时域同步处理的新型波长检测方案。采用执行机构与监测单元相分离的光纤光栅调谐装置,运用同步滤波和处理的方法,并利用微机多通道采集技术实现了低成本、高精度的光纤光栅传感解调系统,测试... 详细信息

基于光纤光栅调谐技术,提出了动态滤波扫描、时域同步处理的新型波长检测方案。采用执行机构与监测单元相分离的光纤光栅调谐装置,运用同步滤波和处理的方法,并利用微机多通道采集技术实现了低成本、高精度的光纤光栅传感解调系统,测试表明该系统的波长分辨率为3pm,应变测量分辨率为2.55μ,扫描时间小于200ms,波长检测范围可达9.16nm。

关键词：动态滤波扫描时域同步波长检测光纤光栅调谐光纤光栅传感器

基于光纤环形镜的C+L波段高平坦高功率掺铒光源

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光学精密工程 2005年第2期13卷 205-210页

作者：乔学光郭小东贾振安傅海威赵大壮周红王小凤刘颖刚西安石油大学光纤传感实验室陕西西安710065

研究并设计了一种用3 dB宽带耦合器制作的光纤环形镜作为反射镜的双级双程单管抽运高平坦度高功率C+L波段ASE光源。用2个980 nm激光二极管调试两级抽运光功率的分配,两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化光纤长度,获得了功率高达15.28 mW(1... 详细信息

研究并设计了一种用3 dB宽带耦合器制作的光纤环形镜作为反射镜的双级双程单管抽运高平坦度高功率C+L波段ASE光源。用2个980 nm激光二极管调试两级抽运光功率的分配,两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化光纤长度,获得了功率高达15.28 mW(11.84 dB/m)的C+L波段ASE光输出,平均波长为1 559.31 nm,在未采用任何外加滤波器的情况下,其平坦区域3 dB带宽66.72 nm(从1 533.12 nm至1 599.84 nm)。之后采用一个激光二极管实现两级双向同时抽运得到了同样的效果。通过光纤环形镜的使用,不仅提高了抽运源利用效率,且改善了光源的平坦度,在实验过程中,在平坦度相度相对要差一些的条件下,还通过调整两级抽运光的功率及分配比例得到了功率达到30.11 mW的C+L 波段ASE输出。

关键词： C+L波段掺铒光纤(EDF) 超宽带光源光纤环形镜放大自发辐射(ASE)

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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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动静态监测光纤光栅传感信号的实验研究

光电子．激光 2006年第9期17卷 1048-1051页

作者：王小凤乔学光贾振安赵大壮郭小东西安石油大学光纤传感实验室陕西西安710065

基于可调谐光纤TF Fabry-Pent(F-P)滤波扫描传感光纤Bragg光栅(FBG)反射峰的原理,提出一种新颖的探测方法,分别从动静态两方面监测传感FBG反射谱与TF F-P透射谱的合成谱。实验中,通过加载到TF F-P滤波器的驱动信号的不同,在静态监测下,... 详细信息

基于可调谐光纤TF Fabry-Pent(F-P)滤波扫描传感光纤Bragg光栅(FBG)反射峰的原理,提出一种新颖的探测方法,分别从动静态两方面监测传感FBG反射谱与TF F-P透射谱的合成谱。实验中,通过加载到TF F-P滤波器的驱动信号的不同,在静态监测下,模拟并分析了光信号功率与转化电压的趋势图以及多次实验中探测到最大信号时两者的关系;用双踪示波器动态实时监测并分析了经光电探测(PD)及其放大调理电路转换后的电压变化信号。实验结果表明,PD探测的最大值与传感FBG反射峰对应。经过标定后的系统分辨率可达1 pm,测量精度为0.01 nm。

关键词：光纤布拉格光栅(FBG) 可调谐光纤(TF)F-P滤波器波长漂移光电探测动静态监测

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基于C形弹性管的光纤光栅压力位移传感测量

西安电子科技大学学报 2005年第1期32卷 142-145页

作者：周红乔学光王宏亮尉婷李兰西安石油大学光纤传感实验室陕西西安710065

设计了一种基于C形弹性管的光纤布喇格光栅传感结构.用管内过剩压力使弹性管的自由端产生位移和管表面产生的应力对光纤布喇格光栅反射波长进行调谐.得到了光纤布喇格光栅反射波长变化对应于压力和自由端位移的线性关系.在0～6MPa的压... 详细信息

设计了一种基于C形弹性管的光纤布喇格光栅传感结构.用管内过剩压力使弹性管的自由端产生位移和管表面产生的应力对光纤布喇格光栅反射波长进行调谐.得到了光纤布喇格光栅反射波长变化对应于压力和自由端位移的线性关系.在0～6MPa的压力范围内,光纤布喇格光栅反射波长随压力和位移均呈线性变化且压力和位移的传感灵敏度分别达到0 0305nm/MPa和0.0359nm/mm,线性调谐范围分别为0 183nm和0 215nm,波长分辨率分别为3 05pm和0 718pm.

关键词：光纤光栅 C形弹性管光纤传感

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新颖的高平坦度高功率掺铒光纤光源

光电子．激光 2005年第1期16卷 14-16页

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

报道了在前向结构中光纤前端输出处加用3dB耦合器制作的光纤圈反射器形成双程后向输出结构,实现了一种高平坦化的高功率光源。通过调节抽运功率及光纤长度等参量,实现3dB带宽达35.28nm(基本完全覆盖C波段),功率为7.679mW(8.85dBm)和平... 详细信息

报道了在前向结构中光纤前端输出处加用3dB耦合器制作的光纤圈反射器形成双程后向输出结构,实现了一种高平坦化的高功率光源。通过调节抽运功率及光纤长度等参量,实现3dB带宽达35.28nm(基本完全覆盖C波段),功率为7.679mW(8.85dBm)和平均波长为1545.881nm的超荧光光纤光源(SFS)。与常用技术相比,该技术更简单,实用,同时提高了光源效率,稳定性好,易于降低成本,设计方便。由于L波段的超荧光的本身平坦度较好,此方案可得到高平坦度的C+L波段高功率宽带超荧光输出,尤其适用于需要高平坦度高功率超荧光的场合。

关键词：高功率平坦度超荧光掺铒光纤 L波段 3dB带宽抽运高平适用和平

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基于实时校准技术的光纤光栅传感解调系统

中国激光 2005年第6期32卷 825-828页

作者：陈长勇乔学光王小凤贾振安党瑞荣西安石油大学光纤传感实验室陕西西安710065

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... 详细信息

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。

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

聚合物封装光纤布拉格光栅传感器温度压力特性研究

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中国激光 2005年第2期32卷 224-227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

　分析了聚合物封装光纤布拉格光栅(FBG)传感器温度与压力响应特性。通过实验对某种特殊聚合物封装光纤光栅的温度与压力响应进行研究,发现当温度变化范围较大时,由于温度对材料弹性模量的影响,光纤光栅的压力响应灵敏度不再为常数,而... 详细信息

　分析了聚合物封装光纤布拉格光栅(FBG)传感器温度与压力响应特性。通过实验对某种特殊聚合物封装光纤光栅的温度与压力响应进行研究,发现当温度变化范围较大时,由于温度对材料弹性模量的影响,光纤光栅的压力响应灵敏度不再为常数,而是随温度变化的。当温度在 30℃时,其压力响应灵敏度为 0. 036 nm/MPa,在180℃时则变为0 .175 nm/MPa,且灵敏度系数随温度的变化呈分段线性变化。因此在使用聚合物封装实现光纤光栅传感器增敏以及大范围温度和压力的同时测量时,需要将弹性模量作为温度的函数,代入光纤光栅温度与压力响应灵敏度系数矩阵公式中以消除大范围温度变化对聚合物力学特性的影响。

关键词：光纤光学光纤布拉格光栅聚合物封装温度响应压力响应

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外压式弹性圆筒耐高压光纤光栅压力传感器

西安电子科技大学学报 2006年第4期33卷 646-649页

作者：周红乔学光邵军王宏亮李兰西安石油大学光纤传感实验室陕西西安710065

设计了一种以金属弹性圆筒为衬底的高压光纤布喇格光栅压力传感器．在温度为16-60℃．压力为O～52MPa的范围内测试了传感器的特性．计算了性能参数及温度修正因子．结果表明．该传磨器性能稳定．重复性好。线性调谐范围为4．066nm。压... 详细信息

设计了一种以金属弹性圆筒为衬底的高压光纤布喇格光栅压力传感器．在温度为16-60℃．压力为O～52MPa的范围内测试了传感器的特性．计算了性能参数及温度修正因子．结果表明．该传磨器性能稳定．重复性好。线性调谐范围为4．066nm。压力灵敏度为0．0782nm／MPa，压力解调的波长分辨率为l.56pm．温度修正后压力测量的相对误差由5．2％减小为0．25％．采用双重密封设计．避免了流体或气体的渗满．通过选择不同弹性模量的材料、内径和壁厚．可调整传感器的量程和灵敏度．

关键词：光纤光学光纤布喇格光栅传感压力传感特性传感器灵敏度