基于Michelson干涉仪的高灵敏度光纤高温探针传感器

提出了一种简单的高灵敏度的光纤高温探针传感器, 该传感器由一小段多模光纤和一端镀有银膜的单模光纤熔接而成. 由于单模光纤和多模光纤的纤芯直径不同, 当光波从多模光纤传输至多模光纤和单模光纤的熔接端面时, 一部分纤芯光耦合进包层, 因为单模光纤纤芯的折射率和包层的折射率不同, 不同模式的光经过银膜反射后在多模光纤内重新耦合进单模光纤, 最终形成干涉.随着外界温度的升高, 干涉谱峰值会向长波方向漂移. 实验结果证明这种传感器在470 ℃–600 ℃范围内具有很好的稳定性, 线性度达99.7%, 灵敏度为120 pm/℃, 可作为远距离反射型探针温度传感器, 在石油探测和油气田开发等领域有着广泛的应用前景. 关键词： 光纤传感 温度测量 Michelson干涉     

Fiber-optic Michelson interferometer fixed in a tilted tube for direction-dependent ultrasonic detection

A fiber-optic interferometer is proposed and demonstrated experimentally for ultrasonic detection. The sensor consists of a compact Michelson interferometer (MI), which is fixed in a tilted-tube end-face (45°). Thin gold films are used for the reflective coatings of two arms and one of the interference arms is etched serving as the sensing arm. The spectral sideband filter technique is used to interrogate the continuous and pulse ultrasonic signals (with frequency of 300 KHz). Furthermore, because of the asymmetrical structure of the sensor, it presents strong direction-dependent ultrasonic sensitivity, such that the sensor can be considered a vector detector. The experimental results show that the sensor is highly sensitive to ultrasonic signals, and thus it can be a candidate for ultrasonic imaging of seismic physical models.     

Design and analysis of a new silicon-on-insulator waveguide Michelson interferometer sensor

A new designed and analyzed silicon-on-insulator (SOI) waveguide Michelson interferometer (SMI) sensor is proposed in this paper. The authors compare an optical SMI sensor, a silicon-on-insulator Bragg waveguide grating (SBG) sensor, and a fiber Bragg grating sensor (FBG) for temperature sensing in medicine applications. The SMI sensor has 20 times sensing more accuracy than the FBG sensor. Moreovr, the full width at half maximum (FWHM) of the pass-band frequency responses of our proposed SMI can be designed much narrower than FBG and SBG sensors for sensing resolution enhancement. Further, the improved characteristics of the SMI demonstrated in this paper could pave the way for future high density temperature monitoring medicine applications.     

Michelson干涉仪式光纤空气声传感器

介绍了一种用于直升机等低空目标探测的光纤空气声传感器.该传感器基于光纤Michelson干涉仪的原理,结合弹性盘片的应力应变理论分析和光纤粘接的工艺设计,采用相位载波解调技术进行信号解调.对比实验测试验证了这种声音探测技术可行性.传感器理论灵敏度为2.38 rad/Pa,实测灵敏度为1.5 rad/Pa,采用PGC相位解调理论最小可探测的最小声信号为6.7 μPa,即9.5 dB.传感器在20～300 Hz范围内响应基本平坦.结合声音传播规律分析并肯定其在实用中的可行性.     

基于LabVIEW机器视觉的迈克耳孙干涉仪实验

基于机器视觉设计了迈克耳孙干涉仪实验,采用机器视觉技术替代人眼对目标(干涉圆环)进行分析与测量,可有效避免因视觉疲劳而造成的测量错误.     

Fabry-Perot optical fiber tip sensor for high temperature measurement

We propose a novel Fabry-Perot optical fiber tip sensor for high temperature measurement. The sensor consists of a short section of a special all-silica photonic crystal fiber spliced at one end to a silica single-mode fiber. Because of its all-silica structure, the sensor allows linear and stable measurements of temperature up to 1200 °C with a high sensitivity. The sensor is easy and inexpensive to fabricate and could find wide applications in mechanics, aeronautics, and metallurgy.     

基于迈克耳逊干涉仪的空间调制型干涉成像光谱仪

试制了一台基于迈克耳逊干涉仪的空间调制型干涉成像光谱仪原理样机。样机将迈克耳逊干涉仪光路中的一面反射镜偏转一个小角度,使经两平面镜反射后的两束光波面之间产生一维连续的光程差,在图像传感器的像面上形成空间调制干涉条纹,构成空间调制型干涉成像光谱仪。一系列原理验证性实验表明:光谱仪原理正确可行,实验结果与理论相符,并且具有高通量,高信噪比,大视场和体积小,重量轻的优点。     

利用迈克耳孙干涉仪研究温度场及其误差分析

利用迈克耳孙干涉仪观察了物体表面的温度场,并讨论了由于物体的端部效应带来的系统误差.     

利用迈克耳孙干涉仪重建蜡烛火焰温度场

利用教学实验中的迈克耳孙干涉仪,进行蜡烛火焰温度场的测量.对干涉条纹进行了处理和细化,并分别用阿贝尔变换法和环带法对蜡烛火焰的温度场进行了计算,得到蜡烛火焰横截面上温度场的定量结果.     

基于线阵CCD的迈克耳孙干涉仪条纹计数器

通过CCD图像传感器对光干涉信号进行捕捉与采集,并将捕捉信号送至ARM微控制器,利用芯片内部的A/D转换单元将模拟信号转换成数字信号,然后对数字信号进行分析、变换、测量处理,将干涉图像、干涉环变换方向及计数结果显示在液晶屏上,该方法消除了人工记录干涉圆环数目时因疲劳而产生的计数误差,提高了测量精度.     

Analysis of a Young–Michelson tandem interferometer

In a Young–Michelson tandem interferometer a Michelson interferometer is illuminated through a pair of Young slits. The pattern produced by this set-up is analyzed theoretically. The consequences of small misalignments and uncompensated arms in the Michelson interferometer are studied. The effects of the spatial and temporal partial coherence of the source are also explored. Experimental results using a laser source are shown to be in good agreement with the predicted theoretical calculations.     

基于迈克耳孙干涉仪的近场光学实验

介绍了一种以迈克耳孙干涉仪作为操作平台的近场光学实验系统.该系统可以测量棱镜内表面全内反射产生的隐失场,观察两维光栅样品的近场光学结构,还可以用于光子扫描隧穿显微镜(PSTM)的原理性实验,有助于学生深入了解隐失场的结构和近场光学显微镜的基本工作原理.该装置具有结构简单可靠,操作简便等特点,十分适用于物理实验教学.     

改进型迈克耳孙干涉仪

采用分光梭镜代替迈克耳孙干涉仪中的分束镜和补偿板，不仅消除了杂散光斑，且简化了仪器的结构．     

基于微波迈克耳孙干涉仪的傅里叶变换光谱分析实验

基于近代物理实验中微波的迈克耳孙干涉实验方法,在分析傅里叶变换光谱分析原理的基础上,利用微波分光仪首先分离了2个已知微波源的谱分布,并定量分析了最大分辨率与最大光程差、最大测量范围与采样间距之间的关系.     

迈克耳孙干涉仪产生特殊干涉条纹的原因

推导了迈克耳孙干涉仪分光镜放反的情况下光程的表达式,解释了出现椭圆干涉条纹或双曲线条纹的原因.     

迈克耳孙干涉仪的数字化设计

使用硅光电晶体三极管作为光干涉条纹传感器,采用变间隙动极板电容传感器代替传统微距测量的设计方案,利用单片机对干涉条纹进行计数并自动测量反射镜的微小位移,实现了迈克耳孙干涉仪的数字化测量.制作了检测系统及电路,完成系统的软件设计.He-Ne激光波长的测量实验结果表明,采用该方案能够缩短测量时间,提高测量精度.     

偏振迈克耳孙干涉仪(POLMINT)及其在光学教学中的应用

详细介绍了国际上新近发展的迈克耳孔干涉仪的一种变形－－偏振迈克耳孙干涉仪（POLMINT）的原理,并对其在光学教学中的应用进行了讨论。     

迈克耳孙干涉仪用于SFM/SNOM实验

以迈克耳孙干涉仪作为基本操作平台建立了扫描力显微镜/扫描近场光学显微镜(SFM/SNOM)实验系统.该系统可以用于扫描力显微镜和近场光学显微镜的原理性实验,有助于学生深入了解扫描探针显微镜的基本结构和工作原理.     

迈克耳孙干涉仪实验的误差探讨

根据迈克耳孙干涉仪的机械结构,分析了仪器误差的5个分量,确定了迈克耳孙干涉仪的仪器误差,分析了迈克耳孙干涉仪由于调节不当而产生的误差,提出了减小这类误差的方法,分析了振动对光波波长测量的影响,设计出了一种简易防震台,能明显减小震动的影响.     

基于迈克耳孙干涉仪的激光多普勒实验仪及其实验

通过对迈克耳孙干涉仪动镜的改装和机械加工,设计了激光多普勒效应实验装置.使用该装置可以监测弱振动,测量谐振动的振幅、扬声器的灵敏性能常量,也可以测量低速运动物体的运动速度.通过示波器观察光拍现象,可以帮助学生更好地理解多普勒效应,了解激光多普勒效应的应用.