140~220 GHz光子太赫兹噪声源

1

作者 宋宇辉 孙粤辉 +5 位作者 李璞 赵泽宇 刘丽娟 沈伊人 刘文杰 王云才 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第6期134-141,共8页

太赫兹噪声源是高频器件噪声系数测试和性能评估的重要工具。传统基于电子学的固态噪声源由于受到电子器件带宽的限制,难以实现高超噪比且功率谱平坦的太赫兹噪声输出,从而限制其在更高频段的应用。为解决这一问题,基于光子学方法研制... 太赫兹噪声源是高频器件噪声系数测试和性能评估的重要工具。传统基于电子学的固态噪声源由于受到电子器件带宽的限制,难以实现高超噪比且功率谱平坦的太赫兹噪声输出,从而限制其在更高频段的应用。为解决这一问题,基于光子学方法研制太赫兹噪声源样机,利用两束非相干光在高速光电探测器上进行光子混频,可以产生频率范围覆盖140~220 GHz,最高超噪比达47 dB,平坦度小于±2.0 dB的太赫兹噪声,可通过改变光功率实现超噪比调谐。此外,对样机的运行稳定性及输出重复性进行了测试,结果表明该样机在12 h运行中的超噪比输出稳定度为0.35 dB,10次开关机的输出重复度为0.39 dB。为了进一步验证噪声源样机的性能,测量了混频器模块的噪声系数,测量结果的不确定度小于0.48 dB。光子太赫兹噪声源的研制提升了我国噪声源的最高工作频率,为太赫兹器件的设计和优化提供了必备的测试仪器。 展开更多

关键词 噪声源 超噪比 光子混频 光电探测器 太赫兹

在线阅读 下载PDF 职称材料

融合单目先验信息的快速神经隐式表面重建算法

2

作者 吴锦湖 杨晓君 王靖 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第5期1570-1575,共6页

近年来,神经隐式表面重建方法已成为多视图三维重建的热门技术。然而,现有的方法存在一些缺点,主要表现在训练时间较长,其主要原因有两个:首先,相机与物体表面之间存在大量空旷区域,而这些区域的信息对最终的重建质量贡献较低;其次,每... 近年来,神经隐式表面重建方法已成为多视图三维重建的热门技术。然而,现有的方法存在一些缺点,主要表现在训练时间较长,其主要原因有两个:首先,相机与物体表面之间存在大量空旷区域,而这些区域的信息对最终的重建质量贡献较低;其次,每个射线样本都需要通过庞大的多层感知器(MLP)进行查询,这导致训练时计算负担过重,影响效率。此外,在进行三维重建时,由于缺乏几何约束,导致重建结果不够理想。为了解决这些问题,提出了FM-NeuS算法:在射线行进时,使用跳过空区域和在遮挡区域终止射线的策略,以减少每条射线上采样点的数量,从而加速模型的训练;采用融合多分辨率哈希编码的轻量型MLP,加快采样点的查询效率,减少训练时间,并提升重建物体的表面细节;利用单目先验知识约束表面几何,以提高重建质量。大量的实验证明,该方法能够产生高质量的表面,并且其训练速度比NeuS快20倍。 展开更多

关键词 神经隐式表面重建 单目几何约束 多分辨率哈希编码 NeuS MLP

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于深度学习的小目标检测技术研究进展(特邀) 被引量：5

3

作者 刘耿焕 曾祥津 +4 位作者 豆嘉真 任振波 钟丽云 邸江磊 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期184-216,共33页

小目标检测在自动驾驶、安防等领域具有重要的应用价值。然而,由于小目标自身视觉特征不明显、复杂背景干扰以及信噪比低等因素,使得小目标检测一直以来都是一个极具挑战性的难题。笔者系统回顾了当前基于深度学习方法的小目标检测技术... 小目标检测在自动驾驶、安防等领域具有重要的应用价值。然而,由于小目标自身视觉特征不明显、复杂背景干扰以及信噪比低等因素,使得小目标检测一直以来都是一个极具挑战性的难题。笔者系统回顾了当前基于深度学习方法的小目标检测技术,对现有算法进行了系统地归类、分析和比较:界定了小目标检测的概念,总结了小目标检测所面临的主要挑战;着重讨论了几种主要的网络优化策略,如利用数据增强技术提高模型的泛化能力,通过超分辨率技术改善小目标可视性,采用多尺度信息融合技术提升检测精度,以及基于上下文信息学习和大核卷积策略改进特征表达能力、无锚框检测机制、DETR技术和针对特定应用场景的多模态小目标检测等方法并详细分析了其优缺点;全面介绍了现有小目标数据集,并在常用公共数据集上对目前经典的小目标检测算法进行了测试和性能评估;对小目标检测领域未来的研究方向进行了展望,旨在推动小目标检测技术的进一步发展和应用拓展。 展开更多

关键词 深度学习 小目标 目标检测 双模态 大核卷积

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于10 km弱耦合七芯光纤的信能共传技术 被引量：1

4

作者 杨海林 王珊 +5 位作者 彭迪 张振荣 向梦 付松年 李建平 秦玉文 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2557-2562,共6页

随着5G微基站建设密度急剧增加,因采用传统电缆供电方式,5G网络的建设成本和部署难度将大幅提升.光纤信能共传技术作为一种新型供电方式,利用光纤作为传输介质,实现1064 nm能量光和1550 nm信号光的共同传输,同时满足高速信号的5G前传和5... 随着5G微基站建设密度急剧增加,因采用传统电缆供电方式,5G网络的建设成本和部署难度将大幅提升.光纤信能共传技术作为一种新型供电方式,利用光纤作为传输介质,实现1064 nm能量光和1550 nm信号光的共同传输,同时满足高速信号的5G前传和5G微基站的集中化能量管理.本文提出一种基于空分复用技术的光纤信能共传方案,基于10 km弱耦合七芯光纤实验实现了10 W能量光和1.5 Gbit/s速率5G新空口(New Radio,NR)信号光的共同传输,远端通过光电转换效率为35%的光伏电池获得了0.42 W的电功率,可驱动一个远端天线单元(Remote Antenna Unit,RAU),7 h连续监测接收能量光功率的波动范围小于0.4%.与此同时,接收到的5G NR信号误差向量幅度值(Error Vector Magnitude,EVM)仅为0.38%,创纪录地实现了6.3 W·(Gbit/s)·km电功率-容量-距离积. 展开更多

关键词 空分复用 5G前传 高功率激光 光纤信能共传

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于传输矩阵的公里级多模光纤计算成像技术(特邀)

5

作者 马梓豪 刘淏天 +2 位作者 叶建伟 徐毅 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期235-242,共8页

多模光纤因其高通量的优点,成为短距光纤通信的重要传输介质之一。然而,不同模式在多模光纤的传输过程中会发生模式色散,导致输出端形成杂乱无序的散斑,无法直接通过简单的强度探测解调出输入信息。为解决这一问题,该研究探讨了基于传... 多模光纤因其高通量的优点,成为短距光纤通信的重要传输介质之一。然而,不同模式在多模光纤的传输过程中会发生模式色散,导致输出端形成杂乱无序的散斑,无法直接通过简单的强度探测解调出输入信息。为解决这一问题,该研究探讨了基于传输矩阵方法在公里级多模光纤上实现信息并行传输,结合精准传输矩阵测量及求逆,不仅成功实现了256阶灰度图像信息的高保真计算成像,而且实现了基于传输矩阵的公里级多模光纤视频传输,验证了该方法的准确性和有效性。实验结果表明:借助空间光波前调制手段,结合传输矩阵求逆方法,随机二维码和高清全彩视频传输的准确性均达到了100%,解调准确率优于传统的散斑相关散射矩阵方法。该研究的成果可为短距光纤通信、空间光通信和光学安全保密通信等领域的发展提供新的思路。 展开更多

关键词 多模光纤 传输矩阵 波前整形 计算成像

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于超辐射发光二极管的并行抗干扰激光雷达

6

作者 陈聪 高俊腱 +4 位作者 陶春燕 高震森 王安帮 李毓洲 郝明明 《光学精密工程》 北大核心 2025年第9期1388-1395,共8页

多个激光雷达在同一环境中同时工作时会互相干扰而引发事故,为了有效解决多雷达系统中的干扰问题,提出了一种利用超辐射发光二极管产生的宽带非相干自发辐射噪声源,并行探测的激光雷达方案;该方案不需要经过复杂的调制,并且通过滤波方... 多个激光雷达在同一环境中同时工作时会互相干扰而引发事故,为了有效解决多雷达系统中的干扰问题,提出了一种利用超辐射发光二极管产生的宽带非相干自发辐射噪声源,并行探测的激光雷达方案;该方案不需要经过复杂的调制,并且通过滤波方案实现多个模式并行输出,每个模式之间没有相关性从而具有强抗干扰能力。多通道的发射及探测也可以提升成像速度。在此基础上,搭建了四通道并行抗干扰激光雷达系统,利用光纤阵列及振镜组成的发射接收系统实现了0.3 m的三维成像,获得了5 cm×7 cm的目标场景图像,测距精度达到1.6 mm;并评估该系统的抗干扰能力,可抵御11.2 dB其他类似激光雷达信号的干扰。 展开更多

关键词 激光雷达 抗干扰 超辐射二极管 放大自发辐射噪声

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于铋铒共掺光纤的高增益L波段扩展光纤放大器

7

作者 巫智凯 董新永 +5 位作者 邹泳芳 文建湘 王廷云 汪松 王云才 秦玉文 《光子学报》 北大核心 2025年第4期94-100,共7页

研究了铋铒共掺光纤的L波段扩展增益性能,研制了主放大器为双程放大的二级结构高增益L波段扩展铋铒共掺光纤放大器,在63 nm(1555~1618 nm)范围内获得高于20 dB的增益,最高增益达52.84 dB,最小噪声系数为4.23 dB,3 dB平坦增益带宽达到35 ... 研究了铋铒共掺光纤的L波段扩展增益性能,研制了主放大器为双程放大的二级结构高增益L波段扩展铋铒共掺光纤放大器,在63 nm(1555~1618 nm)范围内获得高于20 dB的增益,最高增益达52.84 dB,最小噪声系数为4.23 dB,3 dB平坦增益带宽达到35 nm(1565~1600 nm)。研究工作有效提高了L波段扩展放大器的增益水平和增益平坦度,对L波段扩展放大器的发展及在大容量光纤通信传输系统中的应用具有促进作用。 展开更多

关键词 光纤放大器 掺铒光纤放大器 铋铒共掺光纤 L波段扩展 双程放大技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多横模VCSEL的时延隐藏混沌信号产生

8

作者 郝明明 高俊腱 +4 位作者 陶春燕 刘泽邦 马雨心 李璞 王云才 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第3期363-370,共8页

为提升混沌保密通信的安全性,分别通过理论模拟和实验研究了不同反馈强度下多横模垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)的时域和频域特征.实验过程中系统的输出状态由自由运行逐渐演变为单周期、多周期,... 为提升混沌保密通信的安全性,分别通过理论模拟和实验研究了不同反馈强度下多横模垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)的时域和频域特征.实验过程中系统的输出状态由自由运行逐渐演变为单周期、多周期,最终演变为混沌状态.研究了多横模的空间强度分布以及光程对混沌时延特征的影响,并成功获得时延特征隐藏的混沌信号.输出3个横模的VCSEL激光器在平面镜光反馈条件下,产生带宽为2.68 GHz的混沌信号,输出功率达到1 mW,同时隐藏时延特征.将该混沌信号作为载波能够提升混沌保密通信的安全性. 展开更多

关键词 光学 垂直腔面发射激光器 多横模 混沌激光 时延特征 自相关 模场分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

光纤耦合器精细结构的热激励表征及缺陷分析(特邀)

9

作者 张登峰 温坤华 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期287-293,共7页

光纤耦合器广泛应用于光通信、光传感、航空航天、能源、交通、医疗等领域中,其性能与可靠性直接决定了各类光纤系统的性能。提出了一种光纤耦合器内部精细结构测试与缺陷分析方法。通过对光纤耦合器加载较宽范围的温度激励,将器件内部... 光纤耦合器广泛应用于光通信、光传感、航空航天、能源、交通、医疗等领域中,其性能与可靠性直接决定了各类光纤系统的性能。提出了一种光纤耦合器内部精细结构测试与缺陷分析方法。通过对光纤耦合器加载较宽范围的温度激励,将器件内部不可见的精细结构转换为光纤所受的热应变分布;再使用光频域反射计以毫米级的超高空间分辨率观测光纤沿线应变,进而反演光纤耦合器内部结构,并进一步通过应变分布畸变特征识别胶层缺陷,实现器件缺陷分析与质量评价。该方法具有高精度、无损的优势,且能够广泛适用于光纤耦合器、波分复用器等众多无源器件,为其缺陷成因分析、失效机理研究提供了有效测试手段,可以支撑其器件性能与可靠性的进一步提升。 展开更多

关键词 光无源器件 光频域反射计 精细结构测量 无损检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

回音壁模式花生腔制备及其定向发射特性

10

作者 黄潇潇 李志秀 +3 位作者 石林林 常朋发 朱益志 王安帮 《发光学报》 北大核心 2025年第7期1301-1309,共9页

回音壁模式变形微腔兼具了回音壁模式(WGM)高品质因数与内部丰富模式路径优势,在混沌动力学、传感探测、激光定向发射方面具有重要研究价值。本文结合使用氢氧焰加热与二氧化碳(CO_(2))激光器加热,首先利用氢氧焰加热将两根光纤熔融拉... 回音壁模式变形微腔兼具了回音壁模式(WGM)高品质因数与内部丰富模式路径优势,在混沌动力学、传感探测、激光定向发射方面具有重要研究价值。本文结合使用氢氧焰加热与二氧化碳(CO_(2))激光器加热,首先利用氢氧焰加热将两根光纤熔融拉伸制备到一起,而后使用CO_(2)激光加热二次熔融拉伸的方法,制备了花生形WGM微腔阵列。实验中,我们分别研究了氢氧焰加热时拉伸距离,以及两次CO_(2)激光加热位置间距对制备得到的花生腔尺寸与形貌的影响。而后利用锥形光纤耦合的方式,探究了其在不同角度下的出射强度,并使用仿真软件进行了模拟。两种方法的结果吻合,证实了其具有定向发射特性。此外,实验上分别使用不同直径光纤以及中空玻璃管进行组合加工,制备了两瓣直径不同、以及单瓣中空的非对称花生腔,并对它们的发射特性进行了仿真研究,证实了该方案的普适性。这项工作提出了一种快速批量制备WGM花生腔的简便方法,为变形WGM微腔的研究与应用奠定了基础。 展开更多

关键词 回音壁模式 花生腔 定向发射特性 传感

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于传统OM2光纤的大容量模分复用传输系统研究 被引量：1

11

作者 于新阔 李建平 +5 位作者 秦玉文 杨海林 彭迪 向梦 许鸥 付松年 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2461-2467,共7页

基于传统多模光纤的模式资源,来构建多维复用超大容量光纤传输系统可以有效提升通信系统传输容量,满足急剧增长的数据业务需求.在本文中,我们联合波分复用、偏振复用和模分复用技术,基于传统OM2光纤实现了40个波长信道(1 535.04~1 566.3... 基于传统多模光纤的模式资源,来构建多维复用超大容量光纤传输系统可以有效提升通信系统传输容量,满足急剧增长的数据业务需求.在本文中,我们联合波分复用、偏振复用和模分复用技术,基于传统OM2光纤实现了40个波长信道(1 535.04~1 566.31 nm)×2个模式信道(LP01和LP11b)的60 G波特偏分复用16阶正交幅度调制(Polarization Division Multiplexing 16-ary Quadrature Amplitude Modulation,PDM-16QAM)信号的短距模分复用相干光传输.整个模分复用链路由一对基于多平面光转换(Multi Plane Light Conversion,MPLC)的模式复用/解复用器和20 m OM2光纤构成.由于高模式隔离度的模式信道特性(<-20 dB),本系统无需相应数字信号处理算法进行模式解复用,而仅需2×2的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)算法完成偏振解复用.在实验中,除了对系统关键参数,包括脉冲成型滤波器的滚降因子、削峰比及接收光功率进行了优化外,还引入了Volterra判决反馈均衡方案.该均衡方案不仅能够补偿调制器引入的非线性信号损伤,而且能够缓解前馈均衡方案导致的高频噪声增强问题.最终,实验结果显示所有80个信道的误码率皆低于20%软判决前向误码纠错(Soft Decision Forward Error Correction,SDFEC)阈值2.7×10-2,系统总容量达38.4 Tbit/s,表明基于多模光纤的模式复用相干光传输方案在未来超大容量短距光互联系统中具有应用潜力. 展开更多

关键词 光纤通信 模分复用 波分复用 相干检测 非线性均衡

在线阅读 下载PDF 职称材料

太赫兹混频器噪声系数测量 被引量：1

12

作者 陶星宇 刘文杰 +6 位作者 孙粤辉 秦菲菲 宋青娥 赵泽宇 刘丽娟 陈天香 王云才 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期943-949,共7页

噪声系数是评价高频电子器件传输信号性能的重要参数,随着工作频率的增加,高频电子器件的噪声系数通常会增大,现有噪声源的超噪比无法满足测量需求。为了实现高频电子器件噪声系数的测量,本文基于非相干光混频技术,将三束非相干光耦合... 噪声系数是评价高频电子器件传输信号性能的重要参数,随着工作频率的增加,高频电子器件的噪声系数通常会增大,现有噪声源的超噪比无法满足测量需求。为了实现高频电子器件噪声系数的测量,本文基于非相干光混频技术,将三束非相干光耦合进入单行载流子光电二极管,研制了220~325 GHz高超噪比且可调谐的太赫兹光子噪声源,超噪比可调谐至45 dB。通过Y因子法将其应用于大噪声系数、负变频增益太赫兹混频器噪声系数的测量。测量得到太赫兹混频器噪声系数的范围为16~32 dB,变频增益约为-13 dB,测量不确定度为0.43 dB。研制的高超噪比且可调谐的太赫兹光子噪声源,能够满足大噪声系数太赫兹电子器件的测量需求,对太赫兹电子器件噪声系数的测量以及指导器件的进一步优化有着重要的作用。 展开更多

关键词 噪声系数 噪声源 太赫兹混频器 光混频 Y因子法

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光相干合成系统中SPGD算法的分阶段自适应优化

13

作者 郑文慧 祁家琴 +6 位作者 江文隽 谭贵元 胡奇琪 高怀恩 豆嘉真 邸江磊 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期303-315,共13页

为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益SPGD算法-Staged SPGD算法。该算法根据性能评价函数值,... 为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益SPGD算法-Staged SPGD算法。该算法根据性能评价函数值,在不同收敛时期采用不同策略对增益系数进行自适应调整,同时引入含梯度更新因子的控制电压更新策略,在加快收敛速度的同时减少算法陷入局部极值的概率。实验结果表明:在19路激光相干合成系统中,与传统SPGD算法相比,Staged SPGD算法的收敛速度提升了36.84%,针对不同频率和幅度的相位噪声,算法也具有较优的收敛效果,且稳定性得到显著提升。此外,将Staged SPGD算法直接应用于37、61、91路相干合成系统时,Staged SPGD算法相比传统SPGD算法收敛速度分别提升了37.88%、40.85%和41.10%,提升效果随相干合成单元数增加而更加显著,表明该算法在收敛速度、稳定性和扩展性方面均具有一定优势,具备扩展到大规模相干合成系统的潜力。 展开更多

关键词 激光相干合成 相位控制 随机并行梯度下降算法 SPGD算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

光纤陀螺光路热致零漂误差机理与抑制方法

14

作者 张天乐 温坤华 +2 位作者 张翔 林蹉富 杨军 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第5期14-24,共11页

光纤陀螺(FOG)作为一种高精度角速度传感器,在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而,光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应,解释了热致零漂误差的... 光纤陀螺(FOG)作为一种高精度角速度传感器,在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而,光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应,解释了热致零漂误差的产生机理;从内因(几何对称性和物理对称性)和外因(环境影响和物理场激励)两方面归纳了影响零漂误差的不同因素;进一步讨论了对内因和外因的关键因素(如光路的应变和温度分布)检测的布里渊光时域分析(BOTDA)技术、光频域反射(OFDR)技术以及拉曼光时域反射(ROTDR)技术的研究现状;最后介绍了光纤环绕制工艺的优化、特种光纤的应用、尾纤长度的调整以及温度补偿技术等多种抑制热致零漂误差的措施和方法。上述研究为恶劣环境下导航级光纤陀螺测量精度和环境适应性的进一步提升奠定了基础。 展开更多

关键词 光纤陀螺 热致零漂 光路对称性 分布式测试 零漂误差抑制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测 被引量：1

15

作者 曾祥津 刘耿焕 +4 位作者 陈建明 豆嘉真 任振波 邸江磊 秦玉文 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期247-259,共13页

针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更... 针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更丰富的感受野,强化神经网络的特征提取能力,进一步提升微小目标特征丰富度。在此基础上,进一步优化损失函数中的定位损失项,通过增加距离惩罚提升检测算法对微小目标的定位能力。在光学遥感微小目标检测数据集AI-TODv2和微小行人检测数据集TinyPerson上开展了系统对比实验,实验结果表明所提出算法相较于基准YOLOv5算法平均精度分别提升了5.5%和1.8%,有效提高了微小目标检测的召回率和准确率。 展开更多

关键词 光学遥感图像 微小目标检测 深度学习 多尺度 卷积神经网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计 被引量：1

16

作者 林颖 唐玉涵 +2 位作者 杜浪哲 徐鹏柏 董新永 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期146-154,共9页

为提高热线式光纤光栅风速计的性能,提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计。该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构(FPI),该掺钴光纤吸收1480 nm激光后产生热量从而形成... 为提高热线式光纤光栅风速计的性能,提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计。该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构(FPI),该掺钴光纤吸收1480 nm激光后产生热量从而形成热线,根据热膨胀效应和热光效应,温度变化会引起掺钴光纤中光程的变化,使得FPI的干涉谱红移。当气流流过FPI风速计时,掺钴光纤的热量散失速率加快,温度降低进而导致FPI干涉谱蓝移,蓝移量与风速成固定的关系。因此,通过测量FPI干涉谱的波长改变量,可以计算出风速值。实验中,在0~9 m/s的范围进行了风速测量,获得热线式风速计的典型响应,灵敏度随风速增大逐渐降低。在风速为0.1 m/s时,风速计的灵敏度达到-1053.86 pm·m^(-1)·s,而风速为0.5 m/s和5.0 m/s时,灵敏度分别为-746.47 pm·m^(-1)·s和-15.15 pm·m^(-1)·s。与已报道的热线式光纤光栅风速计相比,所提出的光纤光栅FPI风速计具有灵敏度高、结构简单紧凑、易于制造、成本低等优点。 展开更多

关键词 光纤传感器 热线式风速计 光纤布拉格光栅 法布里珀罗干涉仪 掺钴光纤 风速测量

在线阅读 下载PDF 职称材料