空间Sagnac干涉仪测量角速度原理演示装置

设计并制作了空间Sagnac干涉仪测量角速度原理演示装置.打破了由于Sagnac效应微弱,角速度发生装置难以配套演示困难的局面,使广大学生可以直观学习探索Sagnac效应.本文设计的角速度发生装置,转盘可以在28~334r/min之间稳定转动,满足Sagnac效应演示实验的需求.     

一种基于微波谐振测量Sagnac效应的新方案

目前光学陀螺的主要工作原理是Sagnac效应, 如何提高Sagnac效应的测量精度是提高陀螺精度的一个重要研究课题. 传统的光学陀螺利用光短波长的特性来提高检测精度. 但考虑到微波的相位(频率)检测精度远高于光波的相位(频率)检测精度, 如果能够利用微波实现Sagnac效应的检测, 就能得到比光学陀螺更高的检测精度, 从而为实现高精度的微波陀螺提供了可能. 利用基于光电振荡器的光载微波结构实现了微波Sagnac效应的检测. 实验结果证明了微波检测Sagnac效应的可行性, 为将来实现高精度的微波谐振陀螺打下基础.     

量子力学虚拟实验的MATLAB演示

量子力学是一门较抽象的科学.为了更直观、形象地展示量子力学中的一些物理原理和实验现象,本文利用MAT-LAB软件搭建了一个量子力学的虚拟演示平台,可以生动地演示电子双缝衍射、量子隧穿效应、氢原子电子云和斯塔克效应等现象.通过相关物理参数的输入以及物理现象的演示,可以使学生在量子力学的学习中获得更直观的教学感受.     

Sagnac效应在光纤水听器中的应用

本文介绍了由Sagnac效应组成的光纤水听器原理，着重推导了声压作用下的光纤水听器的相位变化关系．并在此基础上对比了Sagnac光纤水听器与Mach-Zehnder光纤水听器，结果表明Sagnac光纤水听器在低频段的灵敏度及其实现的简易性上具有很大优势．     

Sagnac效应对光纤时间传递精度的影响分析EI北大核心CSCD

分析了光纤时间传递中Sagnac效应产生的原因,详细推导了地球表面任意两点间Sagnac效应授时误差的计算公式,仿真研究了Sagnac效应对光纤时间传递精度的影响。结果表明,Sagnac效应授时误差取决于光纤的纬度及其轨迹,当进行长距离时间传递时其误差值可能达到纳秒量级,必须对Sagnac效应进行精确的时延补偿或校准。     

基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备方法

为了制备高质量涡旋光,对基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备方法进行了理论分析、改进设计和实验验证.介绍了高斯光束叠加和附加相位差π产生的原理,在分析干涉回路对横向剪切量影响的基础上,搭建了基于Sagnac干涉仪的涡旋光制备装置,给出了搭建实验平台的相关注意事项,并利用本方法分别制备出拓扑荷数为+1、-1的涡旋光.涡旋光在不同传播距离下拓扑荷数始终保持为+1或-1.基于光斑可调的改进实验装置可有效提高涡旋光质量.     

Sagnac旋光效应及Sagnac偏振器件的设想

通过将线偏光分成左右圆偏振光导入Sagnac环并沿不同方向传播,推导得2束光再相遇时组成的线偏光相比于初始偏振方向会有旋转,定义此效应为Sagnac旋光效应.利用这一效应设想可以制成通过控制Sagnac环转动来调制经过其传播的光的不同偏振方向.同时通过测量出射光相对于入射光偏振方向的旋转角,也可以得到Sagnac环的旋转角速度,据此也提供了利用Sagnac环制成的光纤陀螺仪进行惯性导航的测量思路.     

单轴分布式光纤传感器管线泄漏探测方法及定位理论分析

利用Sagnac干涉原理的分布式光纤传感器是一种可用于长途油气管线侵入、泄漏探测和定位的新技术.为了克服屏蔽和隔离Sagnac光纤环中未用作传感的那一半光纤所带来的屏蔽困难、成本增加等问题，提出一种单轴分布式光纤传感器的方法.其原理是利用一条光纤代替光纤环，并在光纤尾端设置法拉第旋转镜，构成偏振无关Sagnac干涉仪探测和定位管线泄漏.文中详细分析和讨论了该方法的系统光路和探测定位原理.     

微重力环境下蜡烛火焰的实验观察与演示

根据落塔演示实验原理,搭建了短时微重力实验系统,开展在微重力模拟环境下,观测蜡烛火焰形状的变化,并解释其产生原因.     

光纤陀螺—一种新型的全固态惯性仪表

光纤陀螺（FOG）是一种以Sagnac效应为基础的新型惯性器件。自1976年美国犹他州立大学Vali和Shorthill教授在实验室里演示了第一台光纤陀螺样机以来,光纤陀螺以其诸多优势和广阔的应用前景受到世界各国尤其是军方的关注,并获得了迅速发展。本文内容主要分为两部分,第一概述了光纤陀螺的技术优势,以及国内外的研制现状和发展趋势;第二部分报道了我们研制的FOG－M01型中等精度的全数字闭环光纤陀螺仪,详细介绍了其系统组成、工作原理和设计特点,并给出了相应的测试数据。     

自制霍尔效应演示仪

利用霍尔效应原理制作了霍尔效应演示仪,详细介绍了该演示仪的制作过程,定性地演示了霍尔电压与通电电流和磁感应强度的关系.     

Sagnac干涉仪中Pancharatnam-Berry位相的电光调制

本文研究了在Sagnac干涉仪中插入单轴晶体,利用单轴晶体的纵向电光效应调制PancharatnamBerry位相.由于Sagnac干涉仪的顺、逆时针环路之间光程差为零,所以有利于区分顺、逆时针环路之间的非光程差引起的Pancharatnam-Berry相.本文结果发现在施加的电压连续变化下,由于单轴晶体纵向电光效应的特点使得Pancharatnam-Berry相发生两次突变,而顺、逆时针环路的光相干叠加后的光强却连续变化.     

基于零拍探测和压缩真空光输入增强Sagnac效应

利用量子技术增强Sagnac效应提高陀螺输出精度具有重要的研究意义, 是实现全自主导航的重要途径. 以相干态激光作为输入光源的光学陀螺因真空零点波动使其输出精度限制于散粒噪声极限而难以提高. 为减小真空波动的影响, 提出在激光输入的分束器的另一输入端输入压缩真空光并结合平衡零拍探测技术的方法增强Sagnac效应. 理论分析表明Sagnac效应性能得到有效提升: 干涉输出的灵敏度检测极限和动态范围均随着压缩程度的增加而呈指数级增长. 该方法只需对经典光学陀螺做少量改动就可实现, 是提高光学陀螺输出精度的一种新方法.     

三维摄像与显示综合实验

以双目视觉为基础设计了三维摄像与显示的综合实验,包括演示型和研究型的两层次实验内容,涵盖低年级演示物理和高年级专业物理的实验教学.学生通过自行搭建双摄像头的拍摄平台进行实验,了解立体视觉生理与心理原理,学会不同场景对应的最佳拍摄参量组合.     

基于保偏光子晶体光纤的Sagnac干涉温度与应变传感特性

提出一种基于Sagnac干涉原理的光纤传感器,并将其用于温度和应变的环境检测。实验中,选用乙醇溶液填充前后的保偏光子晶体光纤（PM-PCF）作为传感单元。首先,将未填充乙醇溶液的PM-PCF熔接到Sagnac干涉环路中,依靠PM-PCF基底材料的光热效应和光弹性效应,分别在26～50℃温度范围内和0～900μ?应变范围内,实现了-1.72 nm/℃的温度传感灵敏度和35.35 pm/μ?的应变灵敏度。然后,利用氮气加压装置,将乙醇溶液填充到PM-PCF包层空气孔内。这是利用功能材料的外场调谐作用来增强Sagnac干涉仪的传感性能。填充乙醇溶液后,该传感器的温度灵敏度达到-2.66 nm/℃,约为原始PM-PCF温度灵敏度的1.55倍。所提出的用于温度和应变测量的Sagnac干涉传感器结构较为简单,具有良好的迟滞性,对提升光纤传感灵敏度具有一定的借鉴意义。     

位移传感器演示装置的制作

通过自制的位移传感器演示装置可以对霍尔磁阻效应、 一种小位移测量传感器原理和方法进行演示和 探究. 在课堂教学、 课程设计等场合,直观显示霍尔元件的各种效应和技术应用, 有着良好的教学效果     

虚拟光纤Sagnac干涉仪及其数模混合解调系统

解调算法在Sagnac干涉仪系统中占有重要地位.目前已经提出的一些数字开环解调算法在运算过程中时常会出现某些特殊相位点互相混淆的问题,这会导致系统输出错误的解调结果.在对特殊相位点的产生原理进行理论分析的基础上,设计了一种以集成电路芯片为核心的虚拟光纤Sagnac干涉仪系统.该系统可以便捷地解决使用光纤Sagnac干涉仪难以对特殊相位点进行检测的问题,同时,可以方便地判别解调系统在这些特殊相位点是否会发生错误解调.最后,利用该虚拟Sagnac干涉仪对一种数模混合解调系统进行了特殊相位点测试.并通过实验测得该虚拟光纤Sagnac干涉仪的标度因数为49.9°/V;标度因数的非线性度为0.167%,标度因数的不对称度为0.088062%,零漂小9.5265°/h.     

一种新型Sagnac式光纤电流传感器

为了消除震动对Sagnac式电流传感器测量结果的影响,提出一种光路改进方法来消除传感器对震动的敏感性,其基本原理是抵消Sagnac效应而不影响法拉第磁光效应。利用琼斯矩阵对改进后的光路结构进行了偏振态分析,理论分析和实验结果吻合,表明改进后的传感器其输出与震动无关。耦合半波片后Sagnac式光纤电流传感器的震动敏感性被消除了,为Sagnac式光纤电流传感器的工程化实现提供了一种可行的方法。     

基于低双折射光子晶体光纤Sagnac干涉仪的超低温度系数扭曲传感器

研究了低双折射光子晶体光纤中由光纤扭曲造成的圆双折射效应,并应用Sagnac干涉仪结构设计了扭曲传感器.在Sagnac环中的光子晶体光纤上施加机械压力引入初始线双折射并产生正弦干涉光谱,再扭曲光纤产生圆双折射使干涉光谱随扭曲角度移动.光谱峰值波长随扭曲角度变化符合Sinc函数关系,理论分析与实验相符.传感器灵敏度为1....     

基于弱测量技术的Sagnac光路超短时间延迟测量研究

本文通过理论分析和实验展现了如何利用弱值测量技术在Sagnac环路中进行超微小时延差测量。我们在Sagnac光路中插入两块半波片来模拟一个薄双折射晶体在两路光之间引起的时间延迟效应。按照弱测量理论的思想,通过对光的偏振进行合理的前后选择,我们成功地从光中心波长的位移计算出顺时针/逆时针传播光之间的时延差,与理论预期吻合。我们提出的方案为测量Sagnac光路中的各类时延效应提供了新思路。