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卷积拟合在法布里-珀罗谐振腔线宽测量中的应用
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作者 戚一 高雪荣 +5 位作者 王少鑫 李磐 沈琪皓 齐克奇 罗子人 刘河山 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期672-681,共10页
针对传统扫频法因激光线宽引入的测量误差,基于激光光谱(高斯型)与法布里-珀罗(F-P)谐振腔(洛伦兹型)的卷积特性,提出了基于卷积拟合的信号分析方法,搭建了扫频实验平台,对自制F-P腔(1号腔)和进口F-P腔(2号腔)进行验证。首先,结合仿真... 针对传统扫频法因激光线宽引入的测量误差,基于激光光谱(高斯型)与法布里-珀罗(F-P)谐振腔(洛伦兹型)的卷积特性,提出了基于卷积拟合的信号分析方法,搭建了扫频实验平台,对自制F-P腔(1号腔)和进口F-P腔(2号腔)进行验证。首先,结合仿真分析量化了激光线宽对信号轮廓的影响,并介绍了拟合算法的主要流程。其次,通过拍频对入射激光光谱进行测量。实验结果表明其光谱呈高斯形,线宽为(11.59±1.23)kHz。接下来,评估了扫频平台的频率调制误差,使用扫频法对两台F-P腔进行了线宽测量,并对比了洛伦兹拟合与卷积拟合结果,其中,1号腔的洛伦兹与卷积拟合结果分别为(204.1±11.2)kHz和(203.9±11.2)kHz,差异不显著。2号腔的标定线宽为4.17 kHz,洛伦兹拟合的结果为(8.97±0.42)kHz,卷积拟合的结果为(4.42±0.50)kHz。实验结果表明,当激光线宽与腔的线宽相近时,本方法能够准确地测量出腔的真实线宽,当激光线宽(11.59 kHz)远小于腔的线宽(204.1 kHz)时,本方法的结果与洛伦兹拟合方法相近。本工作为窄线宽F-P腔线宽测量提供了更多选择。 展开更多
关键词 法布里-(f-p) 线宽 卷积拟合
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基于法布里-珀罗腔产生飞秒激光脉冲串在ITO薄膜表面精密加工
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作者 李重周 王培尧 +3 位作者 龙明泉 许宇锋 韩若中 贾天卿 《光子学报》 北大核心 2025年第5期33-46,共14页
利用法布里-珀罗腔对飞秒激光进行时域整形,得到输出子脉冲间隔在1~1500 ps内灵活可调的飞秒激光脉冲串,在厚度为185 nm的ITO薄膜上加工出高质量的刻蚀线。实验结果显示,利用飞秒激光脉冲串加工得到的单根刻蚀线在线边沿粗糙度上明显优... 利用法布里-珀罗腔对飞秒激光进行时域整形,得到输出子脉冲间隔在1~1500 ps内灵活可调的飞秒激光脉冲串,在厚度为185 nm的ITO薄膜上加工出高质量的刻蚀线。实验结果显示,利用飞秒激光脉冲串加工得到的单根刻蚀线在线边沿粗糙度上明显优于原始高斯光加工的刻蚀线。利用子脉冲间隔为150 ps、激光能流密度为0.49 J/cm^(2)、扫线速度为0.2 mm/s的脉冲串加工得到的刻蚀线质量较高,线宽度仅有1.45μm(顶部)和0.95μm(底部),线边沿粗糙度仅有9.48 nm。该加工工艺配合平移台,实现了高质量的排线和任意曲线的导线。 展开更多
关键词 激光加工 法布里- 飞秒激光脉冲串 刻蚀线 ITO薄膜
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基于3D DSM法布里-珀罗腔的随机共振微弱脉冲信号重构
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作者 何天琦 马士超 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期546-554,共9页
基于含有3D DSM的法布里-珀罗腔,设计了2种用于重构含噪脉冲信号的随机共振系统。分析了2个随机共振系统中不同参数对双稳态的影响,计算了原始输入信号、输入信号和输出信号的互相关系数与互相关增益,以此来评估其信号重构性能。结果表... 基于含有3D DSM的法布里-珀罗腔,设计了2种用于重构含噪脉冲信号的随机共振系统。分析了2个随机共振系统中不同参数对双稳态的影响,计算了原始输入信号、输入信号和输出信号的互相关系数与互相关增益,以此来评估其信号重构性能。结果表明2种随机共振系统的最高互相关增益分别达到了3.2和3,2种随机共振系统均可有效重构含噪脉冲信号。通过比对二者仿真数据得知,使用光子晶体的随机共振系统可以有效降低对脉冲信号强度及噪声强度的需求。这为检测微弱脉冲信号提供了一种有效手段。 展开更多
关键词 双稳态 法布里- 脉冲信号 随机共振
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固体隙法布里-珀罗干涉仪成像特性仿真研究
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作者 潘海涛 陆家加 +4 位作者 龚秋成 王天才 朱亚军 张斌 谭中奇 《激光技术》 北大核心 2025年第3期356-362,共7页
法布里-珀罗(F-P)干涉仪多采用气体隙F-P腔结构,常受腔镜调节、稳定性、体积等因素的限制,为了解决上述问题,利用固体隙F-P腔结构进行了改进。基于多光束干涉理论对固体隙F-P干涉仪开展仿真研究,对各级次干涉条纹峰值位置和半峰全宽位... 法布里-珀罗(F-P)干涉仪多采用气体隙F-P腔结构,常受腔镜调节、稳定性、体积等因素的限制,为了解决上述问题,利用固体隙F-P腔结构进行了改进。基于多光束干涉理论对固体隙F-P干涉仪开展仿真研究,对各级次干涉条纹峰值位置和半峰全宽位置进行了求解,分析了固体隙F-P腔的腔长、反射率和介质折射率3个因素对固体隙F-P干涉仪的成像质量影响,并根据需求加工了一块16 mm厚的固体隙F-P腔样品。结果表明,1级条纹峰值位置偏差优于5个像素点,其它级次条纹偏差均优于2个像素点,两者吻合性较好。该工作初步验证了固体隙结构在干涉仪成像中的适用性和可扩展性,完成了固体隙F-P干涉仪的基础理论探索,并为固体隙F-P干涉仪的相关研发工作提供了参考。 展开更多
关键词 光学设计 光学检测 法布里-干涉仪 固体隙法布里- 多光束干涉理论
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光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot)腔液位传感器 被引量:25
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作者 阮驰 高应俊 +2 位作者 刘志麟 黄伟荣 郝爱花 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1170-1174,共5页
提出了一种用于测量液体容器液位高度的新型光纤F P(Fabry Perot)腔传感器 ,它灵敏度高 ,实现了全光传感和传输 ,特别适用于一些有害、易燃、易爆液体容器液位的测定 详细分析了该类传感器的传感原理 ,并给出了传感头参量设计方法 实... 提出了一种用于测量液体容器液位高度的新型光纤F P(Fabry Perot)腔传感器 ,它灵敏度高 ,实现了全光传感和传输 ,特别适用于一些有害、易燃、易爆液体容器液位的测定 详细分析了该类传感器的传感原理 ,并给出了传感头参量设计方法 实验结果表明 ,光纤F P腔传感器测量液位方法简单 ,并且可达到相当高的精度 文中分析了实验中的误差 ,探讨了传感器的稳定性及改进方法 ,是光纤法布里 展开更多
关键词 法布里-(Fabry-Pemt) 液位 光纤传感器
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一种基于光纤光栅法布里-珀罗腔的低频振动传感器 被引量:15
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作者 成振龙 赵建林 +3 位作者 周王民 吕全超 潘子军 樊帆 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期47-52,共6页
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,... 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。 展开更多
关键词 振动传感器 光纤传感器 光纤布喇格光栅 法布里-
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光纤法布里-珀罗传感器腔长的傅里叶变换解调原理研究 被引量:14
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作者 章鹏 朱永 陈伟民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1449-1452,共4页
在宽带光源条件下对光纤法布里珀罗传感器腔长的傅里叶变换解调原理进行了详细的理论推导,在此基础上给出了具体的实现算法和仿真对比实验.仿真结果表明采用傅里叶变换可以有效地对光纤法布里珀罗传感器进行腔长解调.
关键词 法布里-传感器 傅里叶变换 解调
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用可调谐法布里-珀罗腔测量光纤光栅波长 被引量:20
8
作者 贾宏志 李育林 忽满利 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期58-58,61,共2页
提出了一种利用压电陶瓷构成的可调谐法布里 -珀罗腔测量光纤光栅反射波长的方案 ,该方案可以直接将波长转换为电信号。阐述了该方案的基本原理 ,并讨论了在设计法布里 -珀罗腔时应考虑的几个问题。
关键词 法布里- 光纤光栅传感器 波长测量
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液体填充增敏型法布里-珀罗微腔光纤温度传感器 被引量:5
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作者 赵琼 王伟 +3 位作者 寇琬莹 陈海滨 黄盼 栗晓爽 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期856-861,共6页
为了提高传统空气腔法布里-珀罗(法珀)干涉仪的温度灵敏度,提出了一种基于液体填充的增敏型法珀微腔光纤温度传感器。传感器采用标准单模光纤与二氧化硅毛细管制作长度为微米量级的光纤法珀微腔并填充以液体。对所制作液体填充法珀微腔... 为了提高传统空气腔法布里-珀罗(法珀)干涉仪的温度灵敏度,提出了一种基于液体填充的增敏型法珀微腔光纤温度传感器。传感器采用标准单模光纤与二氧化硅毛细管制作长度为微米量级的光纤法珀微腔并填充以液体。对所制作液体填充法珀微腔光纤温度传感器,由反射光谱通过相关算法计算绝对腔长的方式实现温度解调。理论和实验均表明,该液体填充型法珀微腔传感结构具有明显的温度增敏效果。对于腔长为~12.140μm的液体填充法珀微腔光纤温度床感器,其腔长-温度灵敏度达到了2.185 nm/℃,高于作为参照的非填充空气腔法珀光纤温度传感器高一倍左右,增敏效果明显。 展开更多
关键词 液体填充 光纤温度传感器 法布里 相关解调
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用于断层测量的温度补偿光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器 被引量:4
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作者 彭华 马秀敏 +2 位作者 王震 崔留住 江毅 《地质力学学报》 CSCD 2013年第3期315-324,共10页
针对光纤EFPI传感器通常尺寸很小,而断层尺寸相对较大,导致光纤EFPI传感器在待测断层处安装不便的情况,提出了一种可用于断层测量的光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器。两根陶瓷插芯从陶瓷套管的两端插入构成EFPI结构,通过使用金属内管... 针对光纤EFPI传感器通常尺寸很小,而断层尺寸相对较大,导致光纤EFPI传感器在待测断层处安装不便的情况,提出了一种可用于断层测量的光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器。两根陶瓷插芯从陶瓷套管的两端插入构成EFPI结构,通过使用金属内管和金属外管,增大了光纤EFPI位移传感器的尺寸;并且金属外管的两端采用O型圈密封,因此该EFPI位移传感器能够防水防尘。为了消除温度对EFPI位移传感器的影响,两根金属内管采用了不同热膨胀系数的材料在结构上进行温度补偿。在温度连续变化的环境下,对腔长为718.39 m的EFPI位移传感器进行了测量。测量结果显示,经过温度补偿设计后,位移传感器的温度系数由0.14μm/℃下降到了-0.04μm/℃,并呈现过补偿。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-干涉仪 温度补偿 断层测量
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光纤法布里-珀罗腔液位传感器 被引量:5
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作者 李福进 李奕 张淑卿 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第3期7-8,11,共3页
为了实现电不进油罐的目的,提出一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)腔干涉仪原理的光纤液位传感器,它根据不同的液体高度产生不同的压强的原理实现液位测量。传感器产生的信号经放大、光电转换后,由单片机将数据处理显示。实验结果表明:光纤... 为了实现电不进油罐的目的,提出一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)腔干涉仪原理的光纤液位传感器,它根据不同的液体高度产生不同的压强的原理实现液位测量。传感器产生的信号经放大、光电转换后,由单片机将数据处理显示。实验结果表明:光纤F-P腔传感器测量液位方法简单,并且精度较高。 展开更多
关键词 光纤传感 法布里-(Fabry-Perot) 多光束干涉 液位测量
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一种基于外腔式法布里-珀罗干涉仪的光纤加速度计 被引量:2
12
作者 王学锋 王明超 +1 位作者 唐才杰 何哲玺 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期800-804,共5页
研制了一种基于外腔式法布里-珀罗(F-P)干涉仪的光纤加速度计,理论分析了影响标度因数的结构参数,并利用有限元分析软件ANSYS对该结构进行仿真分析。F-P干涉仪由光纤端面和固定在弹性膜片上的反射镜组成,膜片上加工两圈花瓣状分布的弧... 研制了一种基于外腔式法布里-珀罗(F-P)干涉仪的光纤加速度计,理论分析了影响标度因数的结构参数,并利用有限元分析软件ANSYS对该结构进行仿真分析。F-P干涉仪由光纤端面和固定在弹性膜片上的反射镜组成,膜片上加工两圈花瓣状分布的弧形阵列。这种F-P干涉仪结构标度因数高、横向串扰小。经实验测定,该光纤加速度计标度因数为155.48 rad/g,与仿真分析结果基本吻合,交叉灵敏度仅为4.87×10^(-2) rad/g,分辨率为100mg,零位稳定性为125mg,提出了进一步提高性能的方法。 展开更多
关键词 光纤加速度计 弹性膜片 法布里-干涉仪
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采用法布里-珀罗腔的绝对距离干涉系统的方案分析 被引量:2
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作者 张存满 赵洋 李达成 《光电工程》 CAS CSCD 2000年第6期55-58,共4页
论述了线性调频绝对距离干涉测量方案的基本原理以及拍频测量中存在的问题 ;分析表明 ,在激光器调频范围确定的情况下 ,可以通过测量起点与终点拍频信号相位差的方法 ,实现1 0 -5的相对测量精度 ;简述了采用 F- P腔实现高精度频率基准... 论述了线性调频绝对距离干涉测量方案的基本原理以及拍频测量中存在的问题 ;分析表明 ,在激光器调频范围确定的情况下 ,可以通过测量起点与终点拍频信号相位差的方法 ,实现1 0 -5的相对测量精度 ;简述了采用 F- P腔实现高精度频率基准的方法 ,并给出了测量系统的原理图。 展开更多
关键词 绝对距离测量 线性调频 相位测量 法布里-
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基于F-P腔的PDH稳频技术研究
14
作者 王新龙 高俊 +1 位作者 叶瀚礼 王晨晟 《激光技术》 北大核心 2025年第4期539-543,共5页
为了满足稳频激光的应用需求,且使输出频率可调谐,采用对激光光源电流直接调制的Pound-Drever-Hall稳频技术,设计了一种基于法布里-珀罗(F-P)腔的可调谐稳频激光。结果表明,通过双激光拍频测试得频率稳定度为5.3×10^(-12)@1 s,相... 为了满足稳频激光的应用需求,且使输出频率可调谐,采用对激光光源电流直接调制的Pound-Drever-Hall稳频技术,设计了一种基于法布里-珀罗(F-P)腔的可调谐稳频激光。结果表明,通过双激光拍频测试得频率稳定度为5.3×10^(-12)@1 s,相比自由运转时提升3个数量级;稳频激光线宽为381.68 kHz@10μs,12 h功率稳定度为1.7×10^(-3);通过控制F-P腔腔长可实现稳频激光输出频率大于1.2 GHz的连续调谐,调谐系数约为401.7 kHz/mV。该稳频激光能满足相关应用需求,且其连续调谐特性可有效弥补原子参比池作为参考源频率相对单一的局限。 展开更多
关键词 激光器 法布里- Pound-Drever-Hall技术 频率锁定 连续调谐
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基于F-P腔的大孔径MEMS滤波器设计 被引量:1
15
作者 孙创 王思亮 +1 位作者 王鹏 王文婧 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期119-122,127,共5页
基于微机电系统(MEMS)技术,设计了一种大孔径的微型F-P腔可调谐滤波器光机敏感结构。器件结构采用折叠悬臂梁设计,在中波红外(3~5μm)光谱范围内实现了通光区域为2 mm×2 mm滤波器件的调谐。通过进行调谐位移、结构应力和平整度分析... 基于微机电系统(MEMS)技术,设计了一种大孔径的微型F-P腔可调谐滤波器光机敏感结构。器件结构采用折叠悬臂梁设计,在中波红外(3~5μm)光谱范围内实现了通光区域为2 mm×2 mm滤波器件的调谐。通过进行调谐位移、结构应力和平整度分析,完成器件结构的仿真研究。结果表明:在中波范围内,该结构的调谐位移为0.83μm,最大驱动电压为13 V,最大倾斜角为0.0021°。同时,采用高低折射率交替的方法,设计了一种多层介质的高反膜,平均反射率达到90.52%,可实现高精度的滤波效果。 展开更多
关键词 微机电系统 大孔径 法布里- 可调谐滤波器 折叠悬臂梁 高反膜
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法布里-珀罗腔游标式级联可调谐光滤波器在DWDM系统中的串扰分析 被引量:1
16
作者 符运良 傅军 袁一方 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期42-43,共2页
研究了法布里 -珀罗 (F -P)型级联可调谐光滤波器在密集波分复用系统中引入的信道间串扰对系统的影响 ,并分别讨论激光线宽、光波导损耗、信道间距对串扰的影响。对设计的器件 ,在信道间隔为 2 5GHz,激光线宽为 5GHz时 ,串扰可达
关键词 法布里-滤波器 密集波分复用 串扰
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双腔法布里-珀罗腔透射特性 被引量:7
17
作者 陈明睿 毕思文 豆西博 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1870-1874,共5页
基于单腔和双腔结构的法布里-珀罗(F-P)腔透射光强度公式,研究了单腔F-P结构的镜面反射率与腔长对透射谱线的影响;在总腔长相同时,模拟分析了单腔、对称及非对称双腔的透射光谱特性;分析了镜面反射率对非对称双腔F-P结构透射光谱的影响... 基于单腔和双腔结构的法布里-珀罗(F-P)腔透射光强度公式,研究了单腔F-P结构的镜面反射率与腔长对透射谱线的影响;在总腔长相同时,模拟分析了单腔、对称及非对称双腔的透射光谱特性;分析了镜面反射率对非对称双腔F-P结构透射光谱的影响。结果表明:无论单腔还是双腔的F-P结构,镜面反射率增加导致输出峰的峰值半高宽(FWHM)减小;腔长度增加会导致输出谐振峰间距减小,而通过调节腔长比例系数和选择镜面反射率,总长度相同的双腔能在不减小主谐振峰透射率的同时增加谱线间距。最后,讨论了镜面反射率对输出谱线FWHM以及腔长微小形变对中心谐振峰的位置、FWHM和透射率的影响。 展开更多
关键词 法布里- 结构 透射率 自由光谱范围 峰值半高宽
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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
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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。 展开更多
关键词 法布里- 光纤传感器 三波长解调算法 低相干干涉 长解调
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基于光纤法布里-珀罗腔的振动测量技术研究 被引量:4
19
作者 蒲金飞 蒲俊吉 +2 位作者 吴宇列 肖定邦 吴学忠 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第4期40-43,共4页
针对各类机械工程装备对振动测量的需求,特别是在恶劣环境下的振动测量,构建了基于光纤法布里-珀罗腔的振动测量系统,对其振动测量性能进行了深入研究,包括工作点漂移特性、高频率振动测量和小振动测量性能等进行了评测。实验结果表明:... 针对各类机械工程装备对振动测量的需求,特别是在恶劣环境下的振动测量,构建了基于光纤法布里-珀罗腔的振动测量系统,对其振动测量性能进行了深入研究,包括工作点漂移特性、高频率振动测量和小振动测量性能等进行了评测。实验结果表明:所构建的光纤振动测量系统可以实现高频率、高分辨率、高精度的振动测量,可以较好地满足各种高性能工业振动测量的需求,并对新型非压电式高精度、小体积、耐高温振动传感器研制具有较好的指导意义。 展开更多
关键词 法布里- 高温振动传感器 光纤振动测量系统
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基于法布里-珀罗微腔的光微流FRET激光产生 被引量:2
20
作者 周春花 张婷婷 +1 位作者 翟爱平 王文杰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期14-18,共5页
为了实现低阈值光微流荧光共振能量转移(FRET)激光,基于制备的高品质因子、高稳定法布里-珀罗(F-P)微腔,采用间接抽运方法研究了两种F-P谐振腔中光微流FRET激光的产生。直接抽运施主染料,使得施主染料通过FRET的方式把能量传递给受主染... 为了实现低阈值光微流荧光共振能量转移(FRET)激光,基于制备的高品质因子、高稳定法布里-珀罗(F-P)微腔,采用间接抽运方法研究了两种F-P谐振腔中光微流FRET激光的产生。直接抽运施主染料,使得施主染料通过FRET的方式把能量传递给受主染料,从而实现受主染料的间接能量抽运。结果表明,在此种抽运方式下,F-P光微流激光腔中实现了0.48μJ/mm2的低激光抽运能量密度阈值;并可通过FRET激光产生的形式实现对低浓度物质的检测。 展开更多
关键词 激光光学 光微流激光 荧光共振能量转移 法布里-
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