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基于Lissajous曲线拟合的Fabry-Perot传感器三波长小信号标定方法
1
作者
黄宇浩
任乾钰
+3 位作者
王军
涂嘉成
叶蔚
贾平岗
《光子学报》
北大核心
2025年第6期95-106,共12页
三波长相位解调技术通过三个不同波长的干涉光强信号对非本征型法布里-珀罗干涉仪(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)传感器进行相位提取。不同波长干涉光强信号的不平衡会导致解调结果出现较大误差,采用幅值归一化的方法可...
三波长相位解调技术通过三个不同波长的干涉光强信号对非本征型法布里-珀罗干涉仪(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)传感器进行相位提取。不同波长干涉光强信号的不平衡会导致解调结果出现较大误差,采用幅值归一化的方法可以实现平衡校准,但是该方法对于相位变化量不超过2π的小信号并不适用。针对该问题,提出一种基于李萨如(Lissajous)曲线拟合的三波长小信号标定方法。仿真结果表明,在满足三波长解调算法条件的基础上,该标定方法可以稳定获取相位变化量在0.2π以内的微小信号校准系数,标定后的最大幅值误差不超过1.1%,且具有较强的噪声抗干扰能力。经过实验测试,标定后传感器灵敏度最大误差不超过0.15%,拟合曲线的最大非线性误差不超过0.6%。该标定方法实现了三波长相位解调算法中针对小信号的准确标定,拓宽了三波长算法的使用范围,提升了传感器解调精度。
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关键词
光纤传感器
法布里-珀罗腔
三波长解调算法
Lissajous曲线拟合
腔长
解调
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职称材料
多腔型光纤法布里-珀罗传感器三波长动态解调技术
被引量：
3
2
作者
任乾钰
贾平岗
+3 位作者
钱江
王军
刘文怡
熊继军
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期188-197,共10页
针对在多腔型法布里-珀罗传感器中难以提取动态信号的问题,提出了一种用于多腔型法布里-珀罗传感器的三波长解调技术。该解调技术使用放大自发辐射光源和三个固定中心波长的宽带光纤滤波器,使干涉现象仅发生在多腔型光纤法布里-珀罗传...
针对在多腔型法布里-珀罗传感器中难以提取动态信号的问题,提出了一种用于多腔型法布里-珀罗传感器的三波长解调技术。该解调技术使用放大自发辐射光源和三个固定中心波长的宽带光纤滤波器,使干涉现象仅发生在多腔型光纤法布里-珀罗传感器的短腔中,以此提取较短腔的三个干涉信号。建立了校正算法和反正切算法来提取振动信号。实验结果表明,该解调技术成功提取了频率为1 kHz、峰峰值幅度为2.6μm的振动信号。解调速度为500 kHz,解调分辨率为0.25 nm。该解调技术具有系统紧凑、成本低、速度快、鲁棒性高等优点,在多腔型法布里-珀罗传感器方面有巨大的潜力。
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关键词
法布里-珀罗腔
光纤传感器
三波长解调算法
低相干干涉
腔长
解调
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职称材料
题名
基于Lissajous曲线拟合的Fabry-Perot传感器三波长小信号标定方法
1
作者
黄宇浩
任乾钰
王军
涂嘉成
叶蔚
贾平岗
机构
中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室
出处
《光子学报》
北大核心
2025年第6期95-106,共12页
基金
国家自然科学基金(Nos.52075505,51935011)
国家重大科技专项(No.J2019-V-0015-0110)
+1 种基金
山西省科技创新人才团队专项(No.202204051001016)
山西省自然科学基金(No.202303021212192)。
文摘
三波长相位解调技术通过三个不同波长的干涉光强信号对非本征型法布里-珀罗干涉仪(Extrinsic Fabry-Perot Interferometer,EFPI)传感器进行相位提取。不同波长干涉光强信号的不平衡会导致解调结果出现较大误差,采用幅值归一化的方法可以实现平衡校准,但是该方法对于相位变化量不超过2π的小信号并不适用。针对该问题,提出一种基于李萨如(Lissajous)曲线拟合的三波长小信号标定方法。仿真结果表明,在满足三波长解调算法条件的基础上,该标定方法可以稳定获取相位变化量在0.2π以内的微小信号校准系数,标定后的最大幅值误差不超过1.1%,且具有较强的噪声抗干扰能力。经过实验测试,标定后传感器灵敏度最大误差不超过0.15%,拟合曲线的最大非线性误差不超过0.6%。该标定方法实现了三波长相位解调算法中针对小信号的准确标定,拓宽了三波长算法的使用范围,提升了传感器解调精度。
关键词
光纤传感器
法布里-珀罗腔
三波长解调算法
Lissajous曲线拟合
腔长
解调
Keywords
Optical fiber sensors
Fabry-Pérot Cavity
Three-wavelength demodulation algorithm
Lissajous curve fitting
Cavity length demodulation
分类号
TP212.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
多腔型光纤法布里-珀罗传感器三波长动态解调技术
被引量：
3
2
作者
任乾钰
贾平岗
钱江
王军
刘文怡
熊继军
机构
中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期188-197,共10页
基金
国家自然科学基金(Nos.51935011,52075505)
国家自然科学基金创新研究群体项目(No.51821003)
国家重大科技专项(No.J2019-V-0015-0110)。
文摘
针对在多腔型法布里-珀罗传感器中难以提取动态信号的问题,提出了一种用于多腔型法布里-珀罗传感器的三波长解调技术。该解调技术使用放大自发辐射光源和三个固定中心波长的宽带光纤滤波器,使干涉现象仅发生在多腔型光纤法布里-珀罗传感器的短腔中,以此提取较短腔的三个干涉信号。建立了校正算法和反正切算法来提取振动信号。实验结果表明,该解调技术成功提取了频率为1 kHz、峰峰值幅度为2.6μm的振动信号。解调速度为500 kHz,解调分辨率为0.25 nm。该解调技术具有系统紧凑、成本低、速度快、鲁棒性高等优点,在多腔型法布里-珀罗传感器方面有巨大的潜力。
关键词
法布里-珀罗腔
光纤传感器
三波长解调算法
低相干干涉
腔长
解调
Keywords
Fabry-Pérot cavity
Fiber optics sensor
Three-wavelength demodulation algorithm
Low coherence interference
Cavity length interrogation
分类号
TP212.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Lissajous曲线拟合的Fabry-Perot传感器三波长小信号标定方法
黄宇浩
任乾钰
王军
涂嘉成
叶蔚
贾平岗
《光子学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
多腔型光纤法布里-珀罗传感器三波长动态解调技术
任乾钰
贾平岗
钱江
王军
刘文怡
熊继军
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
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