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复实验模态下相控阵天线阵面变形的虚拟感知
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作者 周金柱 赵征 +2 位作者 王林 徐文华 成东明 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期663-676,共14页
相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法... 相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法处理模态测试获得的复模态数据以获得对应的实位移模态;利用模态扩展实现有限量实位移模态的全场扩展;结合扩展的实位移模态和有限元模态数据,推导了两个表征稀疏应变测量信息与全场位移映射关系的变形虚拟感知方程CMT⁃SEREP(complex mode transformation⁃system equivalent reduction expansion process)和CMT⁃LC(complex mode transforma⁃tion⁃local correspondence),以实现利用稀疏应变测量信息来估计变形阵面结构形状。研制了大型相控阵天线阵面变形实验平台,并开展了三种工况下不同感知方法的对比实验。实验结果表明,所提方法能利用稀疏应变测试信息重构出天线阵面结构的全场位移,并且CMT⁃LC法比CMT⁃SEREP法的感知精度高;对比传统的模态法,CMT⁃LC变形虚拟感知的相对百分比误差至少降低了6.105%。该方法不仅适用于非比例阻尼天线结构的变形感知,也适用于其他复杂工程结构的健康监测。 展开更多
关键词 相控阵天线 模态扩展 光纤布拉格光栅应变传感器 结构变形 虚拟感知
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变迹啁啾Bragg光纤光栅的矩阵分析 被引量:5
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作者 叶志清 邹道文 +1 位作者 邹柳娟 陈志红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期184-187,共4页
本文用传输矩阵法分析了各种变迹与线性啁啾 Bragg光纤光栅的响应特性 ,构造了各种变迹函数 ,进行了比较 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .找到了最佳变迹函数和量佳啁啾系数 .特例... 本文用传输矩阵法分析了各种变迹与线性啁啾 Bragg光纤光栅的响应特性 ,构造了各种变迹函数 ,进行了比较 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .找到了最佳变迹函数和量佳啁啾系数 .特例中的数值分析表明 ,补偿 1 0 0 km光纤色散带宽为 1 nm的最佳光栅长度是 1 40 mm,最佳啁啾系数为 0 .0 4 8nm/ cm. 展开更多
关键词 光纤光栅 变迹光栅 啁啾光栅 矩阵分析 响应特性
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光纤声传感相位生成载波解调技术的相位校正与调制深度补偿
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作者 李斐然 吴先梅 +4 位作者 安秉文 李子琪 冷涛 孔超 师芳芳 《应用声学》 北大核心 2025年第4期850-857,共8页
相位生成载波(PGC)调制解调技术具有线性度好和动态范围广等优点,广泛应用于光纤声传感领域。针对PGC调制解调过程产生的相位偏移和调制深度漂移问题,该文提出了一种基于可编程门阵列(FPGA)的相位校正与调制深度补偿方法。在FPGA中对应... 相位生成载波(PGC)调制解调技术具有线性度好和动态范围广等优点,广泛应用于光纤声传感领域。针对PGC调制解调过程产生的相位偏移和调制深度漂移问题,该文提出了一种基于可编程门阵列(FPGA)的相位校正与调制深度补偿方法。在FPGA中对应用反正切方法进行干涉光信号解调时产生的相位偏移进行实时计算和校正,对载波调制深度通过实时计算进行估计与补偿,实现了声传感信号的实时解调。仿真分析显示,进行相位校正与调制深度补偿后的PGC解调方法可得到更稳定可靠的解调效果。在声传感实验中所得实验结果表明该方法能够明显抑制调制深度的漂移,解调所得信号的信噪比有显著提高,信号的总谐波失真显著降低,这对于提升光纤声传感系统的总体性能具有重要意义。 展开更多
关键词 相位生成载波技术 光纤光栅声传感 调制深度补偿 相位校正
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基于半导体可饱和吸收镜的全光纤掺镱锁模皮秒激光器
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作者 迟凯丽 孔梅 +2 位作者 杨翘楚 刘显著 王天枢 《应用光学》 北大核心 2025年第1期217-223,共7页
设计一种基于半导体可饱和吸收镜的掺镱(Yb)光纤激光器。通过啁啾光纤布拉格光栅调节腔内净色散,研究谐振腔内净色散处于负色散区域时,激光器输出脉冲的特性。实验采用全保偏的线性腔结构,当泵浦功率为138 mW时,实现了稳定的自启动锁模... 设计一种基于半导体可饱和吸收镜的掺镱(Yb)光纤激光器。通过啁啾光纤布拉格光栅调节腔内净色散,研究谐振腔内净色散处于负色散区域时,激光器输出脉冲的特性。实验采用全保偏的线性腔结构,当泵浦功率为138 mW时,实现了稳定的自启动锁模。输出脉冲的最小脉冲宽度为4.5 ps,最高重复频率为46.5 MHz,中心波长为1063.7 nm,3 dB光谱宽度为1.44 nm。当泵浦功率为220 mW、腔内滤波带宽为4 nm时,可以观察到束缚态孤子,其脉宽为6.24 ps,脉冲间隔为46.58 ps。最后通过12 h的稳定测试,证明该激光器具有良好的功率稳定性,可以作为稳定的种子源应用。 展开更多
关键词 激光器 被动锁模 半导体可饱和吸收镜 束缚态孤子 啁啾光纤布拉格光栅
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偏振控制法紫外写入Bragg光纤光栅的特性分析 被引量:4
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作者 饶明辉 何振江 +1 位作者 杨冠玲 艾锦云 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期61-64,共4页
结合目前常用光纤布喇格光栅制作方法 ,详述了一种更加灵活、简单而又有效的制作光纤布喇格光栅的方法 ,即偏振控制法。该方法是基于 :在紫外光s和 p偏振方向诱导而成的两个折射率调制剖面之间形成一个π相移 ,通过改变两个偏振方向上... 结合目前常用光纤布喇格光栅制作方法 ,详述了一种更加灵活、简单而又有效的制作光纤布喇格光栅的方法 ,即偏振控制法。该方法是基于 :在紫外光s和 p偏振方向诱导而成的两个折射率调制剖面之间形成一个π相移 ,通过改变两个偏振方向上光强比例 ,就能够控制调制量和诱导相移。它的优点是写入的光栅具有多相移和不均匀切趾剖面的特点 。 展开更多
关键词 偏振 相移 变迹 光纤布喇格光栅
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光纤Bragg光栅在动态应变测量中的研究 被引量:5
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作者 李丽 林玉池 +2 位作者 沈小燕 付鲁华 王为 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期994-997,共4页
为了将光纤光栅的传感特性应用于结构健康监测和高频应力作用下的材料力学性能测试中,对光纤光栅动态应变传感的测量进行了研究.设计了基于相位载波(PGC)零差法的非平衡Mach-Zender干涉解调系统,并对相位载波解调技术进行了分析.通过对... 为了将光纤光栅的传感特性应用于结构健康监测和高频应力作用下的材料力学性能测试中,对光纤光栅动态应变传感的测量进行了研究.设计了基于相位载波(PGC)零差法的非平衡Mach-Zender干涉解调系统,并对相位载波解调技术进行了分析.通过对比冲击实验和频谱分析,实验结果证明该检测方法有效可行,可以得到稳定的测量信号,系统在10kHz的频率范围内有良好的频率响应. 展开更多
关键词 光纤光栅 干涉解调 相位载波零差法 动态应变
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线性啁啾光纤Bragg光栅的实验研究 被引量:4
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作者 叶志清 邹道文 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期71-73,共3页
本文给出了 1 42 mm长相位掩模板和扩束技术研制的色散补偿线性啁啾 Bragg光纤光栅 ( CFBG)的反射谱特性及传输实验结果 ,本实验研制的线性啁啾 Bragg光纤光栅样品带宽为 0 .56~ 0 .92 mm。可实现对普通光纤色散补偿 1 0 0 km以上 ,色... 本文给出了 1 42 mm长相位掩模板和扩束技术研制的色散补偿线性啁啾 Bragg光纤光栅 ( CFBG)的反射谱特性及传输实验结果 ,本实验研制的线性啁啾 Bragg光纤光栅样品带宽为 0 .56~ 0 .92 mm。可实现对普通光纤色散补偿 1 0 0 km以上 ,色散代价小于 1 .5d 展开更多
关键词 色散补偿 线性啁啾bragg光栅 光纤光栅 实验研究 反射谱
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光纤Bragg光栅应变测量中啁啾特性的研究 被引量:2
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作者 童凯 汪梅婷 李志全 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期877-880,共4页
用光纤Bragg光栅进行应变(静态、动态)测量时,由于光栅轴向各部分受到的应变不同,因而产生布喇格中心波长漂移量发生变化·实际测量中往往忽略此扰动对光纤光栅反射谱中心波长的影响,则必然带来测量误差·采用耦合模理论,分析... 用光纤Bragg光栅进行应变(静态、动态)测量时,由于光栅轴向各部分受到的应变不同,因而产生布喇格中心波长漂移量发生变化·实际测量中往往忽略此扰动对光纤光栅反射谱中心波长的影响,则必然带来测量误差·采用耦合模理论,分析并研究了Bragg光栅受轴向线性应变、高次应变和非线性周期应变波等情况下的啁啾特性·根据各自啁啾特性的不同,给出了对光纤光栅反射谱中心的影响,以及测量各种应变时的测量条件和范围· 展开更多
关键词 光纤光栅 啁啾光栅 应变 反射谱
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光纤Bragg光栅的优化设计 被引量:2
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作者 宋宁 殷宗敏 葛文萍 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期276-278,共3页
提出了一种优化设计变迹啁啾光纤Bragg光栅的方法。在优化设计过程中 ,利用四阶五阶Runge Kutta方法来计算光纤光栅的反射谱 ,利用非线性最小二乘法来对光纤Bragg光栅的啁啾和变迹参数进行优化 。
关键词 光纤 变迁 啁啾 布喇格光栅 光纤传感器
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双棱镜改变写入Bragg波长的相位掩模技术(英文) 被引量:1
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作者 李川 万舟 +2 位作者 许江淳 许晓平 陈焰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3194-3197,共4页
将一种可旋转的双棱镜引入到相位掩模技术中以改变光栅的写入Bragg波长.在该系统中,光纤光栅是由来自可旋转双棱镜所形成的波长为248nm的紫外干涉条纹写入的,其中,相位掩模被用作1级衍射光的分束器,通过双棱镜的旋转可改变两写入光束的... 将一种可旋转的双棱镜引入到相位掩模技术中以改变光栅的写入Bragg波长.在该系统中,光纤光栅是由来自可旋转双棱镜所形成的波长为248nm的紫外干涉条纹写入的,其中,相位掩模被用作1级衍射光的分束器,通过双棱镜的旋转可改变两写入光束的交叉角.为了初始化Bragg波长的参考值,双光栅的顶角由相位掩模的1级衍射角和双棱镜的折射率确定.因为在~100nm范围内两光束的非对称旋转对光栅周期的改变是5×10-4nm,双棱镜引入的光栅的闪耀可忽略.当Bragg波长的移位为1nm时,棱镜最大的旋转角为~1degree,最小的旋转角是~2.4min.与Talbot干涉仪中平面镜的旋转角~23s/nm相比,该相位干涉仪中棱镜的旋转精度降低了2~3个数量级. 展开更多
关键词 相位干涉仪 双棱镜 干涉条纹 光纤bragg光栅 bragg波长
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大色散啁啾光纤光栅制作及其色散测量方法研究
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作者 高轶 刘炳锋 +2 位作者 张钰民 黄齐胜 宋言明 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期259-269,共11页
啁啾光纤光栅(Chirped Fiber Bragg Grating,CFBG)作为一种广泛应用的色散调控元件,在光纤飞秒激光系统中扮演着至关重要的脉冲展宽器角色。因此,设计并制作高品质CFBG及其高精度色散测量技术,显得尤为重要。文中基于线性相位掩模结合... 啁啾光纤光栅(Chirped Fiber Bragg Grating,CFBG)作为一种广泛应用的色散调控元件,在光纤飞秒激光系统中扮演着至关重要的脉冲展宽器角色。因此,设计并制作高品质CFBG及其高精度色散测量技术,显得尤为重要。文中基于线性相位掩模结合光束扫描曝光技术,制作了中心波长为1035 nm,3 dB带宽大于30 nm,反射率约90%的长栅区大色散CFBG。针对迈克尔逊白光干涉色散测量过程中的噪声与相位解算问题,提出一种小波阈值去噪结合扩展卡尔曼滤波的CFBG色散测量方法。实验结果表明,该CFBG的色散测量值为20.9283 ps/nm@1030 nm,且多次重复测量的最大误差可控制在±0.025 ps/nm内,相比于傅里叶变换法,该方法具有更高的测量精度。该大色散CFBG的制作及色散测量方法,结合色散调谐技术可实现精确的色散管理,有望应用于全光纤飞秒激光器的色散精准匹配。 展开更多
关键词 啁啾光纤光栅 线性相位掩模 迈克尔逊白光干涉 小波阈值去噪 扩展卡尔曼滤波 色散测量
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任意布拉格波长Chirped光栅的写入 被引量:1
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作者 宁提纲 谢增华 +1 位作者 裴丽 简水生 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1999年第6期11-13,17,共4页
提出了一种波长写入范围达30 nm 的Chirped 光栅的构造方法,这种方法只需要一个会聚柱透镜、一个发散柱透镜和相位掩膜板,并且对光纤与相位掩膜板的距离与写入光栅的Bragg
关键词 相位掩膜 光纤布拉格光栅 啁啾光栅 chirped光栅
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利用一块相位掩模和两块棱镜改变光纤光栅的写入Bragg波长(英文) 被引量:1
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作者 李川 万舟 +2 位作者 许江淳 许晓平 陈焰 《中国光学与应用光学》 2009年第5期421-425,共5页
提出一种相位掩模干涉仪用于对光纤光栅写入不同的Bragg波长。该系统中,光纤光栅由两块可旋转棱镜所形成的紫外干涉条纹写入,其中相位掩模被用作1级衍射光的分束器。当两块顶角由相位掩模的1级衍射角和棱镜折射率确定的棱镜的底部相互... 提出一种相位掩模干涉仪用于对光纤光栅写入不同的Bragg波长。该系统中,光纤光栅由两块可旋转棱镜所形成的紫外干涉条纹写入,其中相位掩模被用作1级衍射光的分束器。当两块顶角由相位掩模的1级衍射角和棱镜折射率确定的棱镜的底部相互平行放置时,该相位掩模给出了Bragg波长的参考值。当Bragg波长的频移为1nm时,棱镜最大的旋转角为1°,最小的旋转角是2.4′。与Talbot干涉仪中平面镜的旋转角23″/nm相比,该相位干涉仪中棱镜的旋转精度降低了2~3个数量级。该可调谐相位掩模干涉仪仅用一块相位掩模和两块旋转棱镜就可实现写入具有不同Bragg波长的光栅,替代了许多具有不同光栅周期的相位掩模。 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 bragg波长 相位干涉仪 干涉条纹 棱镜
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交错型采样光纤Bragg光栅的折射率调制法设计(英文)
14
作者 苑红伟 周骏 +1 位作者 谭晓玲 张琪 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期86-91,共6页
通过改变种子光栅中相邻子光栅的折射率调制量,提出一种新型交错型采样光纤 Bragg 光栅(ISFBG)设计,并利用传输矩阵法分析 ISFBG 的反射谱特性。结果表明:对种子光栅中相邻子光栅的折射率设计不同的调制量,ISFBG 的反射谱信道数增加,主... 通过改变种子光栅中相邻子光栅的折射率调制量,提出一种新型交错型采样光纤 Bragg 光栅(ISFBG)设计,并利用传输矩阵法分析 ISFBG 的反射谱特性。结果表明:对种子光栅中相邻子光栅的折射率设计不同的调制量,ISFBG 的反射谱信道数增加,主反射峰的反射率主要由折射率调制量大的子光栅决定,并且其反射率的大小随着折射率调制量差值的增大下降,次反射峰均匀地分布于每两个主反射峰之间,其反射率的大小随着折射率调制量差值的增大而增大。同时,在设计中采用多相移技术可以进一步压缩 ISFG 信道间隔,增加信道数量。 展开更多
关键词 折射率调制 采样光纤bragg光栅 传输矩阵法 多相移技术
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变迹啁啾Bragg光纤光栅的响应特性数值计算
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作者 叶志清 邹道文 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第3期245-248,共4页
该文对各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的响应特性进行了数值计算 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .特例中给出了长度为 140mm ,啁啾系数为 0 .0 4 8nm/cm的各种变迹与线性啁啾Brag... 该文对各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的响应特性进行了数值计算 .分析了变迹函数、啁啾系数、折射率变化量以及光栅长度对反射带宽、最大反射率的影响 .特例中给出了长度为 140mm ,啁啾系数为 0 .0 4 8nm/cm的各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的响应特性数值计算结果 . 展开更多
关键词 光纤光栅 变迹光栅 啁啾光栅 矩阵分析
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基于光纤Bragg光栅的动态应变信号的解调研究
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作者 王为 黄银国 付鲁华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第12期30-32,共3页
推导了基于非平衡M-Z干涉仪和直流相位跟踪零差法(PTDC)、相位载波零差法(PGC)2种相位检测方法的FBG动态应变信号解调系统的工作原理;搭建了振动试验系统,对2种解调系统进行了比较,试验证明:2种解调系统均能在10 kH z的频率范围内正常工... 推导了基于非平衡M-Z干涉仪和直流相位跟踪零差法(PTDC)、相位载波零差法(PGC)2种相位检测方法的FBG动态应变信号解调系统的工作原理;搭建了振动试验系统,对2种解调系统进行了比较,试验证明:2种解调系统均能在10 kH z的频率范围内正常工作,但前者在测量范围、抑制噪声等方面有明显优势;构建了基于FBG的材料冲击试验系统,给出了试验参数,试验结果显示所检测信号的信噪比约为80 dB,最小能检测的动态应变相对量为10-4;研究证明:FBG在动态应变信号检测方面有良好的性能。 展开更多
关键词 光纤bragg光栅 动态应变信号解调系统 相位检测 分离式HOPKINSON压杆 冲击试验
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带宽为0.84nm色散补偿100km以上线性啁啾光纤Bragg光栅的研制
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作者 叶志清 邹道文 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期250-253,共4页
本文用传输矩阵法分析了啁啾Bragg光纤光栅的反普特性及时延特性,同时给出了用142mm长相位拔模板和扩束技术研制的色散补偿线性啁啾Bragg光纤光栅的反射谱特性及传输实验结果,实验研制的线性啁啾Bragg光纤光栅样品带宽为0.56-0.84n... 本文用传输矩阵法分析了啁啾Bragg光纤光栅的反普特性及时延特性,同时给出了用142mm长相位拔模板和扩束技术研制的色散补偿线性啁啾Bragg光纤光栅的反射谱特性及传输实验结果,实验研制的线性啁啾Bragg光纤光栅样品带宽为0.56-0.84nm,可实现对普通光纤色散补偿100km以上。 展开更多
关键词 色散补偿 线性啁啾bragg光栅
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啁啾Bragg光栅的时延、色散特性和分段变迹 被引量:1
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作者 孙瑞霞 李炜 赵发 《激光杂志》 北大核心 2017年第10期43-46,共4页
针对啁啾Bragg光栅存在的时延线性度差,色散曲线不够平稳等问题,首先从耦合模理论出发,研究折射率调制深度Δn、光栅长度L、啁啾系数C等重要参数对其时延、色散特性的影响,深入探讨参数与特性的关系。提出分段变迹优化方法,探寻了有效... 针对啁啾Bragg光栅存在的时延线性度差,色散曲线不够平稳等问题,首先从耦合模理论出发,研究折射率调制深度Δn、光栅长度L、啁啾系数C等重要参数对其时延、色散特性的影响,深入探讨参数与特性的关系。提出分段变迹优化方法,探寻了有效的变迹函数和变迹比例。数值分析表明,Δn从10^(-5)到10^(-3),L从5到100mm变化时,时延和色散振荡幅度都逐渐变大,零色散波长都向长波长方向漂移,最大时延差分别为1080、2784ps,时延线性区域逐渐增大,3dB带宽分别从0.75到2.17nm,0.73到1.04nm。C从0.01到0.2nm/cm变化时,时延振荡幅度和线性部分斜率减小,最大时延差明显减小,线性区域增大,带宽从0.18增大到1.52nm。分段变迹优化后时延线性区域增大,色散曲线更平稳,且有效降低了带宽的压缩程度。 展开更多
关键词 啁啾 时延 色散特性 优化 布拉格光纤光栅
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高灵敏度、高精度的光栅应变传感系统
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作者 王天祺 南鑫灏 +2 位作者 蔡林原 谷三峰 邓明 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2024年第22期3257-3265,共9页
为了实现对应变的高灵敏、高分辨率测量,本文搭建了基于色散增强的光载微波干涉(Optical Carrier Microwave Interferometer,OCMI)应变测量系统。首先,根据双边带调制理论推导了OCMI应变传感系统的传递函数,得到了光纤布拉格光栅(Fiber ... 为了实现对应变的高灵敏、高分辨率测量,本文搭建了基于色散增强的光载微波干涉(Optical Carrier Microwave Interferometer,OCMI)应变测量系统。首先,根据双边带调制理论推导了OCMI应变传感系统的传递函数,得到了光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)光学波长漂移量与微波频率之间的映射关系;接着,搭建了应变传感系统,通过监测高频频率对比不同色散组合下系统的灵敏度,表明反向接入线性啁啾光纤布拉格光栅(Linearly Chirped Fiber Bragg Grating,LCFBG)能够有效增强灵敏度,且LCFBG的色散量越大,系统的灵敏度越高。实验结果表明:采用色散增强的应变传感系统的灵敏度可达43.75 kHz/με,是无LCFBG系统灵敏度的42倍。本文提出的方案具有高的稳定性和测量分辨率,这为弱物理量的测量提供了一种参考方法。 展开更多
关键词 光纤光栅 光载微波干涉 线性啁啾布拉格光栅 应变传感 高灵敏度
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光纤布喇格光栅的理论分析 被引量:14
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作者 金发宏 董孝义 +1 位作者 刘志国 盛秋琴 《光子学报》 EI CAS CSCD 1996年第9期809-813,共5页
本文从耦合模理论出发推导了光纤布喇格光栅的最大反射系数和反射主峰带宽的表达式,以此为基础具体分析了相移光栅,导出了一些有重要意义的结果。
关键词 光纤 布喇格光栅 啁啾光栅 相移 光栅
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