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基于保偏光纤的双参量单臂游标传感器
1
作者 刘东梅 王孙德 +3 位作者 陈博文 陈严 郑佳伟 王天枢 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期119-126,共8页
提出了一种基于四模光纤(FMF)和保偏光纤(PMF)的折射率、温度双参量传感器。该传感器由保偏光纤内两个马赫-曾德尔干涉腔正交级联,利用两个干涉腔自由光谱范围相近产生游标效应,显著提高折射率和温度灵敏度。单臂结构保证了参考腔和传... 提出了一种基于四模光纤(FMF)和保偏光纤(PMF)的折射率、温度双参量传感器。该传感器由保偏光纤内两个马赫-曾德尔干涉腔正交级联,利用两个干涉腔自由光谱范围相近产生游标效应,显著提高折射率和温度灵敏度。单臂结构保证了参考腔和传感腔处于相同的环境中,能够消除环境因素对测量结果的干扰,提高测量的准确性和可靠性。实验结果表明,在1.335 0~1.371 0的折射率范围内,折射率灵敏度为691.194 nm/RIU,线性度为0.995;在30~90℃的温度范围内,温度灵敏度为-829 pm/℃,线性度为0.997。该传感器仅有17.54 cm,具有结构紧凑、制作简单、高灵敏度和低成本等特点,在环境监测和食品安全等方面具有重要应用。 展开更多
关键词 游标效应 偏振模式 马赫-曾德尔干涉 双参量传感
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基于并联游标效应的MZ光纤应变传感器增敏解调系统 被引量：1
2
作者 王婷婷 柯炜 王秀婷 《光通信技术》 北大核心 2024年第1期13-17,共5页
为了进一步提高马赫-曾德尔(MZ)光纤应变传感器的灵敏度,设计了一种基于并联游标效应的MZ光纤应变传感器增敏解调系统。该系统由传感干涉仪和参考干涉仪并联组成,2个干涉仪都是单模-无芯-少模-单模(SNFS)结构的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)... 为了进一步提高马赫-曾德尔(MZ)光纤应变传感器的灵敏度,设计了一种基于并联游标效应的MZ光纤应变传感器增敏解调系统。该系统由传感干涉仪和参考干涉仪并联组成,2个干涉仪都是单模-无芯-少模-单模(SNFS)结构的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。通过提取2个SNFS-MZI传输信号的差频成分并跟踪其波谷的移动,提高系统应变灵敏度。此外,通过单独提取参考干涉仪的干涉谱,从而消减应变测量时的温度串扰。实验结果表明:该系统的应变灵敏度为7.39 pm/με,约为单个传感干涉仪的应变灵敏度5倍;通过调节参考干涉仪和传感干涉仪的传感臂长,可以灵活调节MZ光纤应变传感器增敏解调系统的灵敏度性能。 展开更多
关键词 光纤光学 马赫-曾德尔干涉仪 并联游标效应 应变 温度串扰
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可用于传感领域的环形谐振腔游标效应的研究 被引量：2
3
作者 赵宇 马可贞 +4 位作者 杨德超 郭泽彬 张文栋 薛晨阳 闫树斌 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期293-296,共4页
为了验证光纤环形谐振腔的游标效应,对不同长度的光纤环形谐振腔进行了研究。实验研究了长度分别为2.24m和2.52m光纤环形谐振腔透射谱频率的对应关系,当谐振频率相同且自由频谱宽度个数差值为1时,根据差值等分测量原理,以其中一个谐振... 为了验证光纤环形谐振腔的游标效应,对不同长度的光纤环形谐振腔进行了研究。实验研究了长度分别为2.24m和2.52m光纤环形谐振腔透射谱频率的对应关系,当谐振频率相同且自由频谱宽度个数差值为1时,根据差值等分测量原理,以其中一个谐振谱线作为标尺、另一个作为游尺,对标尺的自由频谱宽度九等分,得到游尺的最小测量分度为0.01GHz,这与MATLAB理论仿真结果一致。结果表明,通过改变谐振腔尺寸差,增加自由频谱宽度的等分刻度数,可以提高测量精度;基于微谐振腔对外界环境变化的敏感特性,谐振腔游标效应在高灵敏传感领域将具有潜在的应用。 展开更多
关键词 光纤光学 环形谐振腔 游标效应 自由频谱宽度
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级联微环谐振腔游标滤波器特性研究
4
作者 李卫彬 王晓雪 +1 位作者 赵锋 张利伟 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第3期357-363,共7页
提出了一种复合结构的级联微环谐振腔光学游标滤波器.用信号流程图法分析了游标滤波器的工作原理,利用梅森公式给出了输出功率表达式,随后探讨了器件输出谱的谐振条件、对比度和精细度.数值模拟结果表明:级联微环谐振腔光学游标滤波器... 提出了一种复合结构的级联微环谐振腔光学游标滤波器.用信号流程图法分析了游标滤波器的工作原理,利用梅森公式给出了输出功率表达式,随后探讨了器件输出谱的谐振条件、对比度和精细度.数值模拟结果表明:级联微环谐振腔光学游标滤波器相对于单个微环谐振腔而言,自由谱宽范围、对比度和精细度均得到了显著提高,并为该器件更好地应用到波分复用系统中的光滤波器、色散补偿器、光开关等器件中提供了理论依据. 展开更多
关键词 微环谐振腔 游标效应 自由谱宽
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基于游标效应的FBG阵列灵敏度增强研究
5
作者 王菊 赵燕 刘继超 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1480-1486,共7页
为了提高光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)的温度和应变灵敏度,我们提出了一种基于游标效应的FBG阵列光纤传感器。该传感器由Lyot干涉仪(Lyot interferometer,LI)和FBG阵列级联而成,LI作为游标效应的参考干涉仪,具有相同反射率... 为了提高光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)的温度和应变灵敏度,我们提出了一种基于游标效应的FBG阵列光纤传感器。该传感器由Lyot干涉仪(Lyot interferometer,LI)和FBG阵列级联而成,LI作为游标效应的参考干涉仪,具有相同反射率和波长间隔的FBG阵列作为游标效应的传感部分。游标效应是由LI的FSR(Free spectral range,FSR)和FBG阵列的等波长间隔之间的微小差异引起的。LI由两个起偏器和一段熊猫型保偏光纤(Polarization-maintaining fiber,PMF)组成。我们通过仿真证明了LI和FBG阵列之间产生了游标效应。通过实验研究了不同保偏光纤长度情况下传感器的温度和应变响应,在LI的FSR为1.76 nm的情况下,该传感器的温度灵敏度为-241.60 pm/℃,应变灵敏度为-13.42 pm/℃。该混合级联结构最突出的优点是通过改变LI的FSR或是FBG阵列的波长间隔就可以轻易改变FBG传感器的温度灵敏度和应变灵敏度,具有较强的灵活性。该传感器为提高FBG传感能力提供了一个新思路。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤传感器 光纤布拉格光栅 游标效应
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利用游标效应提高微波光子学扫描式频率测量效率 被引量：3
6
作者 于梦 张勇 +2 位作者 靳辰飞 刘丽萍 赵远 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期171-175,共5页
受激布里渊散射效应被广泛用于微波光子学频率测量中,然而该效应的测频系统存在扫描时间长、响应速度慢的问题,为了提高该系统的扫描效率,提出了基于频率梳泵浦和游标效应的改进方案。阐述了此方案的测频原理和改进机制,并进行了理论分... 受激布里渊散射效应被广泛用于微波光子学频率测量中,然而该效应的测频系统存在扫描时间长、响应速度慢的问题,为了提高该系统的扫描效率,提出了基于频率梳泵浦和游标效应的改进方案。阐述了此方案的测频原理和改进机制,并进行了理论分析和仿真验证。改进后的系统在频率测量精度100 MHz、系统带宽50 GHz时,扫描次数降低为原来的7%,在相同精度和扫描次数下,带宽更大,表明新方案的系统性能得到了大幅提升。 展开更多
关键词 微波光子学 频率测量 受激布里渊散射 游标效应
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应用于单纵模光纤激光器的复合环腔滤波器的理论仿真
7
作者 程丹 张昆 +11 位作者 房一涛 张浩彬 程昭晨 吴佟 余洋 孙儒峰 李尧 宋奎岩 张利明 张大勇 赵鸿 冯亭 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1-8,共8页
提出了一种用于单纵模激光器选模的基于光纤耦合器的光纤复合环腔(CRC)滤波器的仿真方法,利用该方法对两种新型双耦合器双环CRC(DCDR-CRC)滤波器及三耦合器双环CRC(TCDR-CRC)滤波器进行了理论仿真,通过引入游标原理,分析了两种滤波器在... 提出了一种用于单纵模激光器选模的基于光纤耦合器的光纤复合环腔(CRC)滤波器的仿真方法,利用该方法对两种新型双耦合器双环CRC(DCDR-CRC)滤波器及三耦合器双环CRC(TCDR-CRC)滤波器进行了理论仿真,通过引入游标原理,分析了两种滤波器在不同环长差下的滤波特性,并通过调整DCDR-CRC及TCDR-CRC的耦合比、环长及环长差,对有效自由光谱范围(FSR)、抑制比(SR)及主透射峰带宽进行优化,计算结果表明优化后环腔的有效FSR可有效抑制波长选择器传输通带内的增益竞争,较低的SR可以抑制CRC滤波器相邻透射峰之间的增益竞争,较窄的主透射峰可以保证仅有一个激光器的纵模被选择。 展开更多
关键词 滤波器 单纵模 双耦合器双环腔 三耦合器双环腔 游标原理
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基于游标效应的双MZI温度传感理论研究 被引量：5
8
作者 俞夏雨奇 赵春柳 +2 位作者 王家辉 应云斌 李碟 《光通信技术》 北大核心 2018年第1期24-27,共4页
光纤传感器的灵敏度是一个重要指标。设计了一种基于游标效应的双马赫-曾德尔干涉仪(MZI)温度传感器,该传感器由两个臂长差相差不大的MZI级联构成。从理论上详细研究了利用游标效应提高传感器灵敏度的方法。模拟结果表明:传感器加热区越... 光纤传感器的灵敏度是一个重要指标。设计了一种基于游标效应的双马赫-曾德尔干涉仪(MZI)温度传感器,该传感器由两个臂长差相差不大的MZI级联构成。从理论上详细研究了利用游标效应提高传感器灵敏度的方法。模拟结果表明:传感器加热区越长,灵敏度越高;当传感干涉仪臂长差小于参考干涉仪臂长差时,包络曲线波峰将随着温度升高向短波方向移动,反之,向长波方向移动;游标效应可大幅提升传感器的灵敏度,当臂长差差值在0.01mm时,灵敏度可提高100余倍。 展开更多
关键词 光纤光学 马赫-曾德尔干涉仪 游标效应 光纤传感 温度传感 级联
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基于并联法布里-珀罗干涉仪的高灵敏度光纤气压传感器 被引量：2
9
作者 郭允 吴玉纯 +3 位作者 王嘉浩 张莹方 王东宁 徐贲 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期46-54,共9页
本文提出并制备了一个基于游标效应的高灵敏度光纤气压传感器。该传感器包含两个并联的法布里-珀罗干涉仪(FPI),它们均由单模光纤和一小截毛细管熔接构成,分别作为传感腔和参考腔,且其中传感腔的侧面刻蚀微通道,以便于待测气体进入。俩... 本文提出并制备了一个基于游标效应的高灵敏度光纤气压传感器。该传感器包含两个并联的法布里-珀罗干涉仪(FPI),它们均由单模光纤和一小截毛细管熔接构成,分别作为传感腔和参考腔,且其中传感腔的侧面刻蚀微通道,以便于待测气体进入。俩干涉仪间较小的光程差导致传感器产生具有游标效应的叠加反射光谱,气压灵敏度得到极大的提高,达到~64 pm/kPa,该值是单一FPI的~16倍。另外,实验结果显示,该传感器对温度不敏感,从而减少了环境温度对气压测量结果的影响。结构结实、气压灵敏度高等优点,预示着该传感器在工业生产、气体检测等领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 光纤传感 法布里-珀罗干涉仪 游标效应 气压
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基于光学游标效应增敏的光纤湿度传感器
10
作者 汤亚琦 董新永 《光通信技术》 2022年第2期62-65,共4页
由于传统的湿度传感器测量湿度的准确性和稳定性易受环境影响,提出一种基于光学游标效应增敏的光纤湿度传感器,通过在单模光纤的尾端依次熔接一小段空芯毛细管和单模光纤,获得2个级联的光学法布里-珀罗(F-P)干涉仪,调整腔长使二者干涉... 由于传统的湿度传感器测量湿度的准确性和稳定性易受环境影响,提出一种基于光学游标效应增敏的光纤湿度传感器,通过在单模光纤的尾端依次熔接一小段空芯毛细管和单模光纤,获得2个级联的光学法布里-珀罗(F-P)干涉仪,调整腔长使二者干涉谱的自由光谱范围接近,从而通过光学游标效应获取更高的湿度灵敏度,对湿度的响应由涂覆在光纤传感头端面的聚乙烯醇凝胶薄膜实现。实验结果表明:在相对湿度(RH)变化范围为40%~65%时,基于光学游标效应增敏的传感器比单F-P型光纤传感器的湿度灵敏度高了4.05倍。 展开更多
关键词 光纤传感器 空芯毛细管 游标效应 湿度传感 法布里-珀罗腔
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