分布反馈式光纤激光器线宽特性及其展宽机理研究

针对分布反馈式光纤激光器(DFB-FL)线宽特性进行了深入研究.通过理论推导和实验验证, 分析了自脉动、相 移光栅、激射窗口宽度以及外界环境扰动等因素对DFB-FL线宽的展宽作用. 进一步提出了压缩DFB-FL线宽的有效方法和途径,给出了自注入锁模方式下对DFB-FL线宽压缩的对比实验结果, 将DFB-FL的线宽从35 kHz压缩到了10 kHz.     

高光谱成像的油菜和杂草分类方法

利用高光谱成像技术结合化学计量学方法对油菜中的杂草进行分类识别。采用近红外高光谱技术,通过正态变量变换(SNV)、去趋势化(De-trending)、多元散射校正(MSC)、移动平均平滑法(MA)、多项式卷积平滑法(SG)、基线校正(baseline)及归一化(normalize)算法对光谱数据进行预处理,采用主成分载荷(PCA loadings)、载荷系数法(x-LW)、回归系数法(RC)、连续投影算法(SPA)分别进行特征波长提取,采用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、极限学习机(ELM)和支持向量机(SVM)建立分类模型。结果表明,基于De-trending 预处理,通过PCA loadings,x-loading weights及SPA特征波长提取方法,基于极限学习机ELM算法建立的模型取得了最优的分类效果,建模集和预测集的分类精度均达到100%,另引入平均分类精度的指标,发现不同试验时间下,模型分类精度变化不大,表明应用近红外高光谱成像技术对油菜和杂草进行分类是可行的。     

再生大骨料自密实混凝土梁裂缝开展机理研究

再生大骨料自密实混凝土梁的裂缝开展机理作为梁结构可靠性设计的理论基础,具有重要的工程意义。本文对不同再生大骨料取代率的再生大骨料自密实混凝土梁进行了数值仿真模拟,分析了再生大骨料自密实混凝土梁的裂缝开展情况和荷载-挠度曲线。结果表明,采用随机骨料模型对再生大骨料自密实混凝土梁进行裂缝开展模拟的方法可行;裂缝主要沿着再生大骨料和自密实混凝土交界面扩展,少部分经过再生大骨料;不同再生大骨料取代率的再生大骨料自密实混凝土梁的裂缝开展机理相同;相比自密实混凝土,再生大骨料自密实混凝土梁的承载力降低,脆性增强。     

基于光纤气体检测技术的煤矿自然发火预测预报系统

 分析了近红外光谱吸收式气体检测的基本原理以及煤矿采空区自然发火特征气体的选择,通过使用近红外激光光谱吸收式光纤气体传感器对采空区火灾特征气体浓度检测,报道实现了一套基于多种气体参数的火灾预测预报系统。系统使用分布反馈式半导体激光器（DFB LD）作为光源,光源驱动为低频锯齿波信号叠加高频正弦波信号,通过锁相放大器实现信号提取。根据采空区三带静态分布理论,给出了判断采空区自然发火危险程度的判定方法。该系统全部使用光纤进行井下信号传输和气体检测,使得检测精度更高,不带电工作,实时性更强,系统更加稳定可靠。     

MGTI型不等带宽interleaver的输出光谱特性分析

用两面镜级联的GT腔代替Michelson干涉仪的两面全反射镜,通过MGTI中的GT腔镜面反射率、腔长、干涉仪臂长差等结构参量的选择,得出了宽口和窄口输出谱3 dB处带宽比分别为1.69、1.83、2.13和2.14的四组不等带宽、隔离度高、通带平坦且周期不等的输出光谱,并系统分析了这些结构参量对输出光谱特性的影响.模拟结果表明:可用此类MGTI结构设计出不同带宽比的不等带宽interleaver;输出光谱的平坦特性由GT腔镜面反射率决定,镜面反射率主要影响输出谱的通带带宽与隔离度,且对两者的影响程度不同;选择适当的GT腔腔长和臂长差可得到不同的光谱周期.     

Non-intrusive flow measurement based on a distributed feedback fiber laser

We propose a new non-intrusive flow measurement method using the distributed feedback fiber laser(DFB-FL)as a sensor to monitor flow in the pipe.The relationship between the wavelength of the DFB-FL and the liquid flow rate in the pipeline is derived.Under the guidance of this theory,the design and test of the flow sensor is completed.The response curve is relatively flat in the frequency range of 10 Hz to 500 Hz,and the response of the flow sensor has high linearity.The flow from 0.6 m^3/h to 25.5 m^3/h is accurately measured under the energy analysis method in different frequency intervals.A minimum flow rate of 0.046 m/s is achieved.The experimental results demonstrate the feasibility of the new non-intrusive flow measurement method based on the DFB-FL and accurate measurement of small flow rates.     

长周期光纤光栅实时监测复合材料固化研究

作为一种新型的光纤实时传感系统,长周期光纤光栅(Long-period Fiber Grating,LPFG)传感器受到了越来越多的关注,采用长周期光纤光栅(Long-period Fiber Grating,LPFG)传感器监测树脂传递模型(Resin Transfer Molding,RTM)工艺的流动前沿,研究了各种工艺条件对LPFG损耗波峰的影响,探讨了LPFG在RTM工艺中的应用情况.     

分布反馈光纤激光器封装工艺

分析了分布反馈光纤激光器的声波敏感机理,发现阻断"弦"结构对声振动的传递和响应是隔声隔振封装工艺的关键.根据分析设计了一种主体为弧形中性轴线槽的封装结构,分布反馈光纤激光器有源相移光栅在一定预拉力下粘结固定在封装结构的槽中,光栅各点均贴附在弧形平面上.实验结果表明,这种结构有效消除了声致弯曲等效应的影响,使激光器窄线宽特性在外界声波和振动冲击下能够得到良好保持.同时,实现了激光波长大范围的温度调谐,波长温度调谐系数由10 pm/℃提高到30 pm/℃以上,且激光器输出性能稳定.     

Short distributed feedback fiber laser with unidirectional output for sensing applications

A short distributed feedback fiber laser with a nearly unidirectional output is fabricated and tested. The short fiber laser is made of a polarization-dependent phase-shift grating fabricated with a vertically polarized 244-nm ultraviolet (UV) laser. A single ∏ phase-shift is introduced to a 2-cm grating at a specified position by directly moving the phase mask during UV beam scanning. Test results show that the laser has a single polarization longitudinal mode with 2.6-mW pump threshold. The backward-to-forward output power ratio is approximately 30:1. The relative intensity noise is -88 dB/Hz, and the linewidth is approximately 10 kHz at 75-mW 980-nm pumping. The unidirectional output and short dimension of this short fiber laser make it very useful in sensing applications, especially in multiplexed sensing applications.