用3×3耦合器的干涉仪直接解调光纤光栅传感器的信号

为了简单直接地解调出光纤光栅的波长移动 ,提出了另外一种非平衡马赫曾德尔干涉仪的直接解调技术。用一只 2× 2耦合器和一只 3× 3耦合器组成非平衡的马赫曾德尔光纤干涉仪 ,作为光纤光栅的波长移动解调器。解调器输出的 3路信号 ,互成 12 0°相位差。通过对 3路输出信号计算的方法 ,就可以直接解调出光纤光栅的波长移动。将 3路信号采集送入计算机 ,用软件实现了信号的解调。测量结果表明 ,在干涉仪两臂长度相关 5mm时 ,测量动态应变的分辨率达到了 0 5 1nε/Hz1/2 。还得到了输出信号的频谱和输入输出信号的关系。     

光纤光栅传感器波长移位检测方法

光纤光栅波长移位检测是光纤光栅传感器的核心技术之一,已提出的光纤光栅波长移位检测方法有被动解调法、匹配光栅法、非平衡Mach-Zehnder干涉仪法、可调谐窄带光源法和激光锁模法等详细介绍了光纤布拉格光栅(FBG)传感器的波长移位检测方法,分析了各种检测方法原理.重点讨论了非平衡M-Z干涉仪法和可调谐窄带光源法,并对以上各种方法的优、缺点进行了分析和讨论.     

基于双M-Z干涉仪的光纤周界防护系统

基于光纤双Mach-Zehnder干涉仪(MZI)结构对周界防护系统进行了设计研究。通过对两路经过不同延时的相同信号进行互相关运算,实现了对振动入侵点的定位。提出了一种分段数据处理方法,有效地提高了定位稳定性及准确性。测试结果表明,该双Mach-Zehnder干涉仪周界防护系统可以实时对振动点进行定位,在传感光纤长度为2km、采样率为2MHz时定位精度优于200m,能够长时间连续稳定工作。     

一种提高线阵CCD微型光谱仪波长分辨率的新算法

采用一种新的波长算法,通过获取光谱峰的位置信息,对相邻像元间的波长进行细分,将线阵CCD微型光谱仪波长的测量分辨率提高到了1pm。实验测量结果表明:测量光纤布喇格光栅(FBG)的波长稳定性优于1pm;测量光纤外腔式Fabry-Perot干涉仪(EFPI)的波长稳定性为5pm;计算速度比采用插值算法更快,有效地提高了波长测量的分辨率和采样频率,可以实现光纤传感信号的高速高精度解调。     

一种基于光纤光栅法布里-珀罗腔的低频振动传感器

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗(F-P)腔的低频振动传感方案并进行了理论分析和实验研究。采用单频激光器作为光源,光纤光栅F-P腔通过两点涂胶方式粘接在等强度悬臂梁上,待测振动信号通过支架和悬臂梁将振动作用传至光纤光栅F-P腔,引起腔长周期性变化,从而改变光纤光栅F-P腔的反射光谱特性,通过解调输出光信号的振荡频率和峰值,即可实现对振动信号频率和幅值的测量。利用压电陶瓷模拟的低频振动信号进行了实验验证,测量结果与理论分析相吻合。该传感器测量灵敏度高,特别适用于微弱振动信号的测量。     

大气光学湍流光纤测量技术中的解调算法研究

介绍了直接调制光源型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流的原理,并对其中的载频调制和解调的过程进行了深入的研究.通过计算机对光学湍流随机相位起伏、载频调制与解调过程的模拟证明了直接调制光源型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流的可行性,提出大气光学湍流光纤测量技术中的一种新的信号处理方法.     

光纤Mach-Zehnder干涉仪系统

介绍了光纤Mach-Zehnder(MZ)干涉仪系统的结构.给出了光纤Mach-Zehnder干涉仪系统中信号光与参考光的干涉原理以及影响干涉光强的因素.同时也分析了光纤耦合器的交叉耦合,另外也给出了PZT的作用.阐述了光纤偏振控制器的结构、工作原理及其对光纤Mach-Zehnder干涉仪系统传感臂偏振态的控制,最后给出了光纤Mach-Zehnder干涉仪系统的应用.     

一种新型高灵敏度光纤干涉仪

本文提出并分析了一种新型的光纤干涉仪,该仪器对Mach-Zehnder干涉仪作了适当的改进,使灵敏度提高近6倍.通过对干涉仪臂长的适当调节,还可以实现对“共模”噪声的抑制,减小光源波长波动及环境干扰对系统的影响.     

基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统

介绍一种基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统 ,用非平衡波长扫描迈克耳孙干涉仪将来自传感光栅的包含应变信息的波长信号变为相位信号 ,借助相位计显示的相位变化确定待测应变的大小。该传感系统具备分辨5 .5nε的能力 ,其灵敏度的实验值为 1.80° με,与预期值 1.83° με基本吻合     

光纤干涉仪臂差的测量

用白光干涉和Michelson干涉仪技术测量光纤Michelson干涉仪和Mach-Zehnder干涉仪的臂差.这种方法能在线测量任意长度的光纤干涉仪臂差,包括零臂差,测量的精度由光源的相干长度确定,为微米数量级.     

基于多芯光纤级联布喇格光纤光栅的横向压力与温度同时测量

提出并制作了一种基于多芯光纤与单模光纤错位构成的马赫-曾德尔干涉仪,将其与光纤布喇格光栅级联,形成的全光纤传感系统可实现横向压力和温度双参量同时测量.马赫-曾德尔干涉仪是利用多芯光纤和单模光纤的模场不匹配而发生模间干涉,当外界横向压力直接作用在多芯光纤内部光场,干涉仪具有较高的灵敏度.实验结果表明:马赫-曾德尔干涉仪压力灵敏度为28.57nm/(N·mm~(-1)),线性度为0.997,而光纤布喇格光栅在一定范围内对压力变化不敏感;马赫-曾德干涉仪和光纤布喇格光栅对温度变化都具有较高的线性度,温度灵敏度分别为56.1pm/℃和11.3pm/℃.对于分辨率为0.02nm的光谱仪,传感器可实现的压力和温度测量分辨率分别为7.0×10~(-4)N/mm和0.03℃.马赫-曾德尔干涉仪的透射谱和光纤布拉光栅的谐振峰对横向压力和温度的变化有不同的光谱响应,利用光谱仪对传感器的透射谱实时监测,方便地实现了压力与温度双参量的测量.该传感器结构简单,灵敏度高,可用于不同领域的压力传感.     

Fully reconfigurable optical add-drop multiplexer based on parallel configuration using Mach-Zehnder module

Reconfigurable optical add-drop multiplexer (ROADM) with the ability of dynamic configuration will be one of the core equipment for the future optical transport networks. This paper proposes an effective scheme for fully ROADM with parallel modularized structure and ability of upgrading. Each module consists of a Mach-Zehnder interferometer based on fiber Bragg grating (FBG), a 1 × 2 optical switch and a Y-model combiner. Optical signal with single wavelength or multiwavelength could be dropped or added at one drop port or add port by configuring the optical switch in each module. The proposed ROADM with four-stage parallel connection is designed and experimentally investigated to prove its performance and advantage in dynamic selection of the wavelengths and upgrading. It is also showed that this ROADM can also reduce the ununiformity of power at output port and drop port to improve the optical signal to noise ration (OSNR) of the whole system.     

使用硅橡胶涂敷的全光纤Mach-Zehnder干涉仪的压力传感研究

用硅橡胶对Mach-Zehnder干涉仪的传感臂进行涂敷,可以增加干涉仪压力传感的灵敏度.实验中分别使用宽带和窄带光源,借助光谱仪和光功率计观测干涉谱波长改变和光谱峰值功率变化,对微小压力进行了测量.当压力改变为1.03×10－4 MPa时,波长改变约0.02 nm,系统传感灵敏度为1.96×10－4 nm/Pa,是涂敷前的2.15倍.     

三种结构的光分插复用器特性比对研究

 针对电交换路由成为全光网通信和密集波分复用等高速信息传递网的电子瓶颈的现状,开展对全光光分插复用器的理论和实验研究。介绍了基于Mach-Zehnder干涉仪和FBG结构、基于FBG和光环行器结构以及一体化光纤光栅耦合器结构的光分插复用器的工作原理,实际构建了3种结构的光分插复用器,并分别搭建测试系统进行了单波长光信号上/下行实验研究,对比了这3种光分插复用器结构的性能和优缺点,为全光光分插复用器的设计制作提供了参考。     

光纤傅里叶变换光谱分析装置

报道了一种新的光谱测量方法-基于单模光纤Mach-Zehder干涉仪(FMZI)结构的傅里叶变换光谱分析法.在传统傅里叶变换光谱仪(FTS)中,用光纤代替传统光路;用光纤耦合器取代传统分束器;用压电光程调制器取代传统移动镜;从而构建了光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS).利用该FFTS测量了LD在阈值以下的发射光谱并与光栅光谱仪测量结果进行了比较,结果表明测量结果是相互吻合的.初步的实验中由于光程调制有限,光谱分辨率为～7 cm,改造光程调制器可进一步提高光谱分辨率,证明了FFTS用于分析光谱的可行性.     

A Tunable Er3+-Doped Fiber Laser by Use of an Integrated Optics Mach-Zehnder Interferometer

Wavelength tunability of an Er³⁺-doped fiber laser is reported by the use of an integrated optics Mach-Zehnder interferometer driven electro-optically. A pump laser threshold of 5 mW and a continuous tunable band from 1530 nm to 1554 nm are achieved with a drive voltage varying between 0 to +7 volts. An evaluation of the design and improvements are given based on the experimental and theoretical analysis.     

A Tunable Er3+-Doped Fiber Laser by Use of an Integrated Optics Mach-Zehnder Interferometer

Wavelength tunability of an Er³⁺-doped fiber laser is reported by the use of an integrated optics Mach-Zehnder interferometer driven electro-optically. A pump laser threshold of 5 mW and a continuous tunable band from 1530 nm to 1554 nm are achieved with a drive voltage varying between 0 to +7 volts. An evaluation of the design and improvements are given based on the experimental and theoretical analysis.     

基于环结构的新型分布式光纤振动传感系统

提出并验证了一种新颖的基于环形马赫-泽德干涉仪结构的全分布式光纤振动传感系统.采用直流光实时动态定位技术，通过在干涉仪光路中引入环结构，将直线型干涉仪转化为环型回路，使得一个马赫-泽德干涉仪中相向传输两路光波，相当于构成双马赫-泽德干涉仪.当振动信号作用于传感光纤时，相向传输的两路直流光同时产生相同的相位信号并沿不同的路径传输至光接收单元，采用数字信号处理技术分析接收信号即可实时获得振动的空间位置和频率、幅度等特性参数.实验中成功实现了监测距离为1.01km的分布式振动传感，单点振动的空间分辨率小于40m.另外，从理论上分析并模拟了系统对多点同时振动进行检测和定位的可行性.     

A comprehensive study of the chromatic dispersion measurement of the multi-channel fiber Bragg grating based on an asymmetrical Sagnac loop interferometer

A novel all-fiber asymmetrical Sagnac loop interferometer (ASLI) is proposed to measure the chromatic dispersion of a multi-channel fiber Bragg grating (FBG). Theoretical analyses to this proposed approach are presented in details. With this method, the chromatic dispersion and dispersion slope of a 51-channel FBG are simultaneously measured. The experimental results agree well with the ones obtained by using the general phase-shift method (PSM). This method has the advantages of simple configuration, low-cost, and high tolerance for the characteristics of FBG.     

Simultaneous measurement of curvature and temperature based on PCF-based interferometer and fiber Bragg grating

A sensor head consisting of a photonic crystal fiber (PCF)-based Mach-Zehnder interferometer (MZI) and a fiber Bragg grating (FBG) is proposed and experimentally demonstrated for simultaneous measurement of curvature and temperature. The MZI fabricated by splicing a short length of PCF between two single-mode fibers with the air-hole structure that completely collapsed near the splicing points, is sensitive to fiber bending and surrounding temperature, while the FBG is only sensitive to the later. Simultaneous measurement of curvature and temperature is therefore obtained. Sensitivities of 4.06 nm/m^− 1 and 6.30 pm/°C are achieved experimentally for curvature and temperature, respectively. And the corresponding resolutions are 5.2 × 10^− 4 m^− 1 and 1.25 °C for curvature and temperature, respectively, based on the wavelength measurement resolution of 10 pm.