Optical fiber acoustic sensing multiplexing system based on TDM/SFDM

We propose a system of time-division multiplexing(TDM) and spatial frequency-division multiplexing(SFDM). Extrinsic Fabry–Perot interferometric sensors are applied to detect weak acoustic signals. The broadband source is employed, the light from it is modulated by a pulse signal sequence and is efficiently amplified by semiconductor optical amplifiers. Experimental results show that the equivalent noise pressure spectrum level is-97.2 d B re 1 rad/√Hz below 1250 Hz, and the cross talk between two sensors in one TDM channel is-32.7 d B with a cavity length difference of 60 μm. The number of sensors in this multiplexing system can theoretically reach 160.     

干涉型光纤法布里-珀罗传感系统抗噪方法的实验研究

对于干涉型光纤法布里-珀罗(FFP)传感系统,外界环境对解调干涉仪的扰动是其主要噪声源之一。在光纤布拉格光栅构成的FFP传感系统中,对比分析了采用参考传感器和参考光源两种抗噪方法。实验结果表明,对于单频和宽带干扰,两种方法均可提高信噪比到40dB。而且由于采用窄线宽光纤激光器作为参考光源的噪声水平较低,其差分探测结果具有更好的抗噪效果。     

双偏振结构保偏光纤偏振器的研制

提出了保偏光纤偏振器的一种串联结构,即双偏振结构,报道了研制的结果。并通过对单偏振结构和双偏振结构器件测试结果的比较,得出双偏振结构的保偏光纤偏振器可使器件达到高消光比,并且有稳定的温度特性。     

干涉型全保偏光纤水听器阵列研制

报道了干涉型全保偏光纤水听器阵列的研究结果。在详细介绍全保偏光纤水听器基元结构和性能基础上,描述了四基元阵列结构和特性,给出了光纤水听器基元相对接收灵敏度的频率响应和阵列指向性的测量结果。同时指出光纤水听器与传统压电换能器在性能指标、信号传输和处理等方面的差异。     

关于光纤水听器灵敏度的讨论

本文先简略介绍了干涉型光纤水听器的基本原理与检测信号的基本方法，由此给出了光纤水听器相位归一化灵敏度、相位灵敏度、电压灵敏度的定义。在分析它们的物理意义以及相互之间关系的基础上，给出一组能反映它们对应关系的一组数据，以及一光纤水听器探头频率响应曲线。     

掺铒光纤放大器中上转换过程的影响

掺杂浓度的提高影响了掺铒光纤放大器(EDFA)的性能,对经典Giles模型提出了新的要求。首先研究了高掺杂下铒离子距离较小引起的上转换过程的机理,通过优化速率方程模型分析了上转换过程对EDFA的影响,得出了在泵浦光和信号光远远大于ASE光的假设下泵浦光和信号光沿光纤长度变化的近似表达式,并将该近似分析解与解析解进行了比较。仿真结果表明上转换过程会降低随光纤传输的信号光和泵浦光,影响EDFA的放大性能,并得出了当掺铒浓度大于2.95×1025m-3时,上转换过程的影响不能忽略的结论。     

拖曳线列阵用光纤水听器的研究

报道了光纤水听器用于拖曳线列阵的研究结果。在保证光纤水听器声相位灵敏度的前提下, 优化设计了光纤水听器的结构,降低了光纤水听器的加速度灵敏度36dB。实验测得在20-1600Hz 频段,该光纤水听器的相位灵敏度为-162．7dB,频段内灵敏度的起伏为±0．7dB,加速度灵敏度小于-30dB。     

基于光频调节的干涉型光纤水听器相位补偿检测方法

提出了一种基于光源频率调节的干涉型光纤水听器主动相位补偿的信号检测方法。详细介绍了该方法的基本检测原理,对信号解调误差进行了理论分析与仿真。为了验证该方法的可行性,搭建了实验系统,并编写了实时的信号采集、处理程序,对某一干涉型光纤水听器的声压灵敏度进行了测试。在频带20 Hz-1.3 kHz上,平均声压灵敏度为-162.2 dB(0 dB=1 rad/μPa),波动小于±0.8 dB,与采用相位载波调制解调方法测量的结果基本吻合。实验结果证明该方法是有效的。由于传感部分不含有源器件,便于实现全光纤化,且解调算法简单、检测频带宽,该方法能被广泛应用到各种干涉型光纤传感器的信号检测当中。     

背部支撑主反射镜的面形分析与支撑点优化

应用有限元方法对背部支撑的主反射镜进行静力学分析.分别对三点支撑和九点支撑进行计算,得到主镜反射面的变形值.以齐次坐标变换法和最小二乘法为理论依据求解反射面变形的PV/RMS值.利用有限元分析软件提供的二次开发功能,编写计算程序,在软件内部调用该程序直接获得PV/RMS值,利用该值作为优化分析的目标函数,寻求背部支撑的最佳支撑点位置.     

熊猫光纤的结构与双折射特性关系研究

本文用微元算法研究了熊猫光纤的结构参量对熊猫光纤双折射特性(拍长)的影响.由实验数据拟合出了计算拍长的熊猫光纤掺杂区的有效热膨胀系数.计算结果表明,熊猫光纤的猫眼半径、猫眼与纤芯的距离、猫眼的不一致等都是影响拍长的因素.所得结果对熊猫光纤的制作提供了理论指导.