测量光纤外腔Fabry-Perot干涉仪的白光干涉术 被引量：7

1

作者 江毅 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期381-384,共4页

提出了一种基于白光干涉术测量低锐度光纤外腔Fabry-Perot干涉仪(EFPI)的方法·用宽带光源注入F-P腔,在接收端用一高锐度的可调谐光纤F-P滤波器对EFPI的反射光谱进行扫描,获得了周期性变化的光谱输出·为了测量出EFPI的腔长,对... 提出了一种基于白光干涉术测量低锐度光纤外腔Fabry-Perot干涉仪(EFPI)的方法·用宽带光源注入F-P腔,在接收端用一高锐度的可调谐光纤F-P滤波器对EFPI的反射光谱进行扫描,获得了周期性变化的光谱输出·为了测量出EFPI的腔长,对光谱信号进行傅里叶变换,得到光谱的周期,由此求出EFPI的绝对腔长·证明了用低锐度EFPI的测量准确度由腔长决定·F-P腔越长,测量准确度越高·在腔长分别是200μm,400μm和600μm时,测量的腔长与实际腔长相同· 展开更多

关键词 波导与纤维光学 光纤传感器 光纤外腔fabry-perot干涉仪 傅里叶变换

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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：1

2

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 外腔式 法布里-珀罗干涉仪

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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

3

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 外腔型法布里-珀罗干涉仪 温度补偿 断层测量

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用于扫描光纤干涉仪的可调谐光源的设计

4

作者 王勇 廖延彪 +2 位作者 张敏 田芊 章恩耀 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第S2期72-72,共1页

用于扫描光纤干涉仪的可调谐光源的设计王勇廖延彪（清华大学电子工程系激光教研组北京１０００８４）张敏田芊章恩耀（清华大学精密仪器与机械学系北京１０００８４）提出可用于绝对距离测量的波长扫描光纤干涉法，降低了系统对光源的... 用于扫描光纤干涉仪的可调谐光源的设计王勇廖延彪（清华大学电子工程系激光教研组北京１０００８４）张敏田芊章恩耀（清华大学精密仪器与机械学系北京１０００８４）提出可用于绝对距离测量的波长扫描光纤干涉法，降低了系统对光源的要求，可以解决位移的不连续测量、无... 展开更多

关键词 光纤干涉仪 可调谐光源 位移测量 波长扫描 清华大学 绝对距离测量 可调谐激光器 干涉信号 外腔激光器 整机系统设计

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基于FPGA控制与白光干涉技术的多通道光纤EFPI绝对腔长测量系统 被引量：1

5

作者 常庄 江毅(指导) 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期88-95,共8页

介绍了一种基于光纤白光干涉测量技术和现场可编程门阵列的多通道高速外腔式法珀干涉型传感器解调系统。该系统由一个半导体光放大器和一个光纤法珀可调谐滤波器来制作一个高速波长扫描光纤激光器,通过对称三角波技术驱动可调谐法珀滤... 介绍了一种基于光纤白光干涉测量技术和现场可编程门阵列的多通道高速外腔式法珀干涉型传感器解调系统。该系统由一个半导体光放大器和一个光纤法珀可调谐滤波器来制作一个高速波长扫描光纤激光器,通过对称三角波技术驱动可调谐法珀滤波器产生扫描频率为1 kHz的扫频光谱。用FPGA实现EFPI传感器的高速信号解调。该系统实现了4通道每个通道2 kHz的EFPI传感器高速解调。 展开更多

关键词 外腔式法珀干涉仪 光纤传感器 高速白光干涉测量 现场可编程门阵列 信号高速解调

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基于光纤白光干涉测量技术的折射率测量仪 被引量：4

6

作者 王振兴 江毅 +1 位作者 王素梅 刘达 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期487-490,共4页

设计了基于光纤白光干涉测量技术的折射率测量仪,用来测量尺寸较小、形状简单的透光材料折射率。与传统折射率检测方法相比较,光纤折射率测量仪具有设备尺寸小、测量精度高、操作简易、便于携带等优点。实验测得某种石英玻璃的折射率值... 设计了基于光纤白光干涉测量技术的折射率测量仪,用来测量尺寸较小、形状简单的透光材料折射率。与传统折射率检测方法相比较,光纤折射率测量仪具有设备尺寸小、测量精度高、操作简易、便于携带等优点。实验测得某种石英玻璃的折射率值为1.464,与标准值偏差为0.02,误差为1.4%;测得某种普通玻璃的折射率为1.502,与标准值偏差为0.002,误差为0.1%;测得K9玻璃的折射率为1.507,与标准值偏差为0.009,误差为0.6%。 展开更多

关键词 光纤白光干涉测量技术 外腔式fabry-perot干涉仪(EFPI) 折射率

原文传递

EFPI和光纤光栅传感器混合测量技术 被引量：7

7

作者 江毅 江天府 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第1期10-11,14,共3页

研究了一种对外腔式F-P干涉型(EFPI)传感器和光纤光栅(FBG)传感器进行混合测量的技术。用窄线宽的扫描光注入EFPI或FBG,通过测量FBG的反射光波长和EFPI的反射光光谱完成在同一台仪器的不同通道实现了对FBG或EFPI的同时测量。还研究了在... 研究了一种对外腔式F-P干涉型(EFPI)传感器和光纤光栅(FBG)传感器进行混合测量的技术。用窄线宽的扫描光注入EFPI或FBG,通过测量FBG的反射光波长和EFPI的反射光光谱完成在同一台仪器的不同通道实现了对FBG或EFPI的同时测量。还研究了在一根光纤上同时实现FBG和EFPI测量的技术,结果表明FBG串联在EFPI前面时,可准确测量出FBG的波长和EFPI的腔长。而EFPI串联在FBG前时,只能测量EFPI,而不能完成FBG的同时测量。 展开更多

关键词 波导与纤维光学 光纤传感器 光纤外腔fabry-perot干涉仪 光纤光栅

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微纳光纤高温压力传感器 被引量：11

8

作者 江毅 马维一 +2 位作者 陈淑芬 王素梅 李宝娟 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期12-15,共4页

提出了一种基于飞秒激光加工技术制作的微纳光纤高温压力传感器。用飞秒激光在光纤端面加工出法珀腔,制作出的全光纤法珀干涉型压力传感器,从室温到1100℃范围进行了压力温度试验。在不同温度下,压力传感器都有良好的线性输出特性,短时... 提出了一种基于飞秒激光加工技术制作的微纳光纤高温压力传感器。用飞秒激光在光纤端面加工出法珀腔,制作出的全光纤法珀干涉型压力传感器,从室温到1100℃范围进行了压力温度试验。在不同温度下,压力传感器都有良好的线性输出特性,短时间工作温度超过1100℃,能够满足高温环境下压力测量的需求。 展开更多

关键词 高温传感器 压力传感器 飞秒激光加工 外腔式光纤法珀干涉仪

原文传递

F-P光纤压力传感器的温度特性研究 被引量：4

9

作者 郭振武 孙桂玲 李维祥 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期418-421,共4页

设计并制作了Fabry-Perot(F-P)干涉型光纤传感器。根据传感器的制作工艺和原理,分析了减小温度系数的方法:设计适当的初始腔长、采用开放腔以及控制光纤与石英套管的粘接方式,都可以有效地控制温度对传感器的影响,以适应传感器在不同场... 设计并制作了Fabry-Perot(F-P)干涉型光纤传感器。根据传感器的制作工艺和原理,分析了减小温度系数的方法:设计适当的初始腔长、采用开放腔以及控制光纤与石英套管的粘接方式,都可以有效地控制温度对传感器的影响,以适应传感器在不同场合的应用。对所述方法进行了相应的实验验证,结果表明实验数据与理论分析一致。 展开更多

关键词 光纤传感器 fabry-perot干涉仪 腔长 温度特性 开放腔

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高灵敏度光纤温度传感器 被引量：3

10

作者 高红春 江毅 +1 位作者 彭华 姜景捷 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期431-433,共3页

针对深井温度变化小,提出了一种可用于深井温度测量的高灵敏度光纤温度传感器。两根陶瓷插芯从铝管的两端插入构成外腔式光纤法珀干涉仪(EFPI)结构,用螺钉固定插芯,再用高强度的环氧树脂密封该结构,达到防水防尘效果。金属铝和陶瓷插芯... 针对深井温度变化小,提出了一种可用于深井温度测量的高灵敏度光纤温度传感器。两根陶瓷插芯从铝管的两端插入构成外腔式光纤法珀干涉仪(EFPI)结构,用螺钉固定插芯,再用高强度的环氧树脂密封该结构,达到防水防尘效果。金属铝和陶瓷插芯具有不同的热膨胀系数,温度的变化将引起EFPI腔长变化,采用高灵敏度光纤白光干涉测量技术,就可以通过测量EFPI腔长获得被测温度。分别在固定温度和不同温度下,对腔长为146.5μm的EFPI光纤温度传感器进行了连续测量。测量结果表明,高灵敏度EFPI光纤温度传感器的腔长-温度灵敏度为260nm/℃,温度测量分辨率为0.002℃。 展开更多

关键词 外腔式光纤法珀干涉仪 光纤白光干涉测量 光纤温度传感器 温度测量分辨率

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一种光纤高温压力传感器 被引量：12

11

作者 张硕 江毅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第1期10-12,70,共4页

提出了一种基于氢氧火焰加工技术制作的光纤高温压力传感器。采用氢氧火焰加工光纤毛细管与玻璃套管,用耐高温玻璃胶加工玻璃套管与玻璃片,制作的法珀干涉型压力传感器,短时间工作温度能达到300℃,压力灵敏度达到23.158μm/MPa,能够满... 提出了一种基于氢氧火焰加工技术制作的光纤高温压力传感器。采用氢氧火焰加工光纤毛细管与玻璃套管,用耐高温玻璃胶加工玻璃套管与玻璃片,制作的法珀干涉型压力传感器,短时间工作温度能达到300℃,压力灵敏度达到23.158μm/MPa,能够满足高温环境下压力测量的需求。 展开更多

关键词 高温传感器 压力传感器 氢氧火焰加工 外腔式光纤法珀干涉仪

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光子晶体光纤温度压力传感器 被引量：6

12

作者 刘天沐 江毅 崔洋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期115-122,共8页

提出了一种在高温环境下同时测量温度和气压的光子晶体光纤温度压力传感器.在普通单模光纤和光子晶体光纤之间熔接一段空心光纤构成干涉结构.空心光纤段构成非本征法布里-珀罗干涉仪,利用光子晶体光纤的微孔与外界相通,通过气体折射率... 提出了一种在高温环境下同时测量温度和气压的光子晶体光纤温度压力传感器.在普通单模光纤和光子晶体光纤之间熔接一段空心光纤构成干涉结构.空心光纤段构成非本征法布里-珀罗干涉仪,利用光子晶体光纤的微孔与外界相通,通过气体折射率变化来测量环境中的气压变化;光子晶体光纤段构成本征法布里-珀罗干涉仪,利用热膨胀效应和热光效应来测量环境中的温度.传感器的解调通过自制的白光干涉解调仪实现,实验通过测量腔长得到被测环境的温度和气压.在不同温度和气压环境下,对腔长分别为306μm和1535μm的温度压力光纤传感器进行连续测量.实验结果表明,传感器能够在28~800℃的温度下和0~10 MPa的气压下稳定工作,测量范围内温度灵敏度可达17.4 nm/℃,压力灵敏度随温度增加而降低,在28℃时可达1460.5 nm/MPa. 展开更多

关键词 光纤传感 温度压力传感器 外腔型法珀干涉仪 光子晶体光纤 快速傅里叶变换

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光纤激光干涉测量技术在EFPI传感器信号解调中的研究进展 被引量：8

13

作者 江毅 张树桓 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第13期236-248,共13页

光纤激光干涉技术是外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)传感器动态信号解调的主要技术方案,具有测量灵敏度高、动态范围大、测量频率范围宽等优点。本文从外腔式法布里-珀罗干涉仪相对测量的基本原理出发,回顾了几种主流光纤激光干涉测量技... 光纤激光干涉技术是外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)传感器动态信号解调的主要技术方案,具有测量灵敏度高、动态范围大、测量频率范围宽等优点。本文从外腔式法布里-珀罗干涉仪相对测量的基本原理出发,回顾了几种主流光纤激光干涉测量技术的解调原理、方法及优缺点,重点介绍了作者课题组提出的几种新型被动解调技术,着力解决现有解调仪仅能测量单一腔长的传感器、直流分量去除、腔长在变化甚至不知道等条件下的信号解调问题。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤激光干涉 外腔式法布里-珀罗干涉仪 相位解调

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基于全光型石英增强光声光谱的痕量气体探测系统研究

14

作者 林成 《湖南城市学院学报（自然科学版）》 CAS 2018年第2期64-68,共5页

提出一种应用于乙炔气体探测的全光型石英增强光声光谱探测系统,采用具有正交相位点自稳定特性的外腔式光纤珐珀干涉仪作为光声信号解调单元,从而有效提高系统探测灵敏度和精度﹒基于波长调制技术,分析了调制深度系数对2次谐波信号的影... 提出一种应用于乙炔气体探测的全光型石英增强光声光谱探测系统,采用具有正交相位点自稳定特性的外腔式光纤珐珀干涉仪作为光声信号解调单元,从而有效提高系统探测灵敏度和精度﹒基于波长调制技术,分析了调制深度系数对2次谐波信号的影响,并选择6 534.36 cm-1作为实验用乙炔吸收线,实验得到了该系统最佳调制系数为2.2,对应的最佳调制深度为0.179 5 cm-1;实验还得到了光声信号与10~300 ppmv乙炔浓度的线性关系,其线性度为0.997;进一步得到该系统的探测极限为584 ppbv,对应的归一化等效噪声吸收系数为2.4×10-7 cm-1?W?Hz-1/2,而在相同条件下,采用传统电解调方式得到的归一化等效噪声系数为1.3×10-6cm-1?W?Hz-1/2﹒结果表明,相对于传统QEPAS系统,该系统的探测灵敏度提高了4.4倍﹒最后,采用Allan-Werle方差对系统的长期稳定性进行分析,由此得到系统的最佳平均时间为102 s时,系统的最小可探测极限降低到136 ppbv﹒ 展开更多

关键词 全光型 石英增强光声光谱 自稳定 外腔式光纤珐珀干涉仪

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基于飞秒激光加工的无膜光纤气体压力传感器 被引量：5

15

作者 姜源 江毅 +1 位作者 张柳超 王素梅 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第10期49-53,共5页

设计了一种基于飞秒激光加工的无膜式光纤气体压力传感器。通过熔接形成了单模光纤-空心光纤-无芯光纤(NCF)结构,熔接结构中的两个熔接面作为反射面,构成一个低精细度的外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)。利用飞秒激光加工结构中的空心光... 设计了一种基于飞秒激光加工的无膜式光纤气体压力传感器。通过熔接形成了单模光纤-空心光纤-无芯光纤(NCF)结构,熔接结构中的两个熔接面作为反射面,构成一个低精细度的外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)。利用飞秒激光加工结构中的空心光纤部分,烧蚀出一个与外界环境连通的小孔。外界气体压力的变化引起EFPI腔中气体折射率发生变化,通过测量法布里-珀罗腔的光学腔长,得到对应的外界气体压力。实验结果表明,传感器在0~5MPa压力范围内的腔长-压力灵敏度为1.02μm/MPa,传感器的压力分辨率为2.4kPa。该压力传感器具有量程大、灵敏度高、分辨率高和线性度高等优点。 展开更多

关键词 光纤光学 压力传感器 外腔式法布里-珀罗干涉仪 飞秒激光加工

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用于静态/动态复合信号的改进对称解调技术

16

作者 贾景善 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第23期39-44,共6页

提出一种可测量外腔式Fabry-Perot传感器所加载的静态/动态复合信号的腔长自补偿改进对称解调技术。在对称解调技术的基础上,通过其输出信号的直流量判断传感器腔长的变化,从而划分腔长稳定段与突变段,分段并重新进行信号解调,以保证动... 提出一种可测量外腔式Fabry-Perot传感器所加载的静态/动态复合信号的腔长自补偿改进对称解调技术。在对称解调技术的基础上,通过其输出信号的直流量判断传感器腔长的变化,从而划分腔长稳定段与突变段,分段并重新进行信号解调,以保证动态分量的解调精度;同时利用腔长变化前后计算出的干涉信号相位差对腔长的变化量进行补偿,以提高静态分量的测量精度。实验证明该解调技术能够实现对静态/动态复合信号的测量。实验中实现了幅度超过100μm复合信号的解调,大幅度腔长变化量的测量误差约为2%。该解调技术能够解调不同腔长传感器上加载的包含高频分量的静态/动态复合信号。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感技术 激光干涉测量 相位解调 外腔式fabry-perot干涉仪

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