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Application of Fiber Bragg Grating for Determining Positions of Gas Absorption Lines: 2010年; Fiber Bragg grating(FBG) is used as a wavelength reference device to calibrate the position of gas absorption peak in the intracavity absorption gas sensor(ICAGS) based on erbium-doped fiberring laser.This system can detect both the reflectance spectrum of FBGs and absorption spectrum of measured gas during a single wavelength sweeping process by linearly varying the driving voltage of optic filter.The voltages corresponding to center wavelength positions of four FBGs in the spectrum are determined through Gaussian peak fitting.Then,the wavelengths of gas absorption lines are deduced from the correspondence between driving voltage and wavelength obtained by quadratic curve fitting.The maximum error of wavelength of acetylene absorption lines between experimental results and those from HITRAN database is 0.106 nm and the resolving accuracy of two adjacent absorption lines is about 93.593%.By using this method,ICAGS can theoretically recognize the measured gas type and monitor multi-gas components.; 韩文念汪曣马凤刘琨贾大功刘铁根张红霞

线宽增强因子对外光注入半导体激光器非线性单周期振荡特性的影响被引量：7: 2011年; 线宽增强因子是影响半导体激光器输出特性的一个重要参量,不同材料不同结构类型的半导体激光器的线宽增强因子有较大的差异.利用光注入半导体激光器的单模速率方程模型,数值研究了线宽增强因子对外光注入半导体激光器的非线性单周期振荡特性的影响.结果表明:外光注入半导体激光器的动态特性对线宽增强因子的变化极为敏感,随着线宽增强因子的增加,在负失谐注入范围内单周期振荡区域显著增大,同时注入锁定的稳态输出被大大抑制.分析了线宽增强因子对非线性单周期振荡光谱特性和振荡频率的影响,结果表明:随着半导体激光器线宽增强因子的增大,单周期振荡的频率越大;当线宽增强因子不变时,单周期振荡的频率随注入光强度和频率失谐的增加而增加.; 张明江刘铁根李静霞王云才; 关键词：半导体激光器非线性动力学混沌周期振荡

一维耦合腔光学二极管: 2011年; 针对带有Kerr缺陷的一维耦合腔光波导,利用非线性传输矩阵方法研究了该结构的光学二极管特性。同时分析了低频带边模的线性性质。结果表明,虽然透射率与光的传播方向无关,但由于存在缺陷,不同方向上的入射光具有各自的局域特性。在缺陷层内,正方向上(从左到右)的入射光的场分布远远大于反方向(从右到左)。由于不同方向入射光所激发的Kerr效应各异,在非线性情况下,整个结构的透射率具有方向选择性,体现出了光二极管的作用。; 李文慧毕卫红王金生; 关键词：耦合腔光开关光子晶体 KERR效应

光纤传感电流监测中光纤套筒周围的电磁场分布研究: 2014年; 介绍了一种用COMSOL软件模拟大电流磁场的方法,并提供了光纤电流传感器中传感元件所放置的套筒的材料的选择依据,本方法具有实用性及可靠性。根据法拉第电磁感应定律,通过COMSOL软件,建立了大电流直导线模型,利用所建立的模型,分别用理论和实验模拟了大电流周围磁场分布。由光纤传感器中不同套筒材质导线周围的磁场分布情况对比表明:磁场对材料镍制作的套筒的置入不敏感。; 毛辰飞张学典常敏鲁敦科侯英龙; 关键词：大电流磁场分布光纤传感器

双光纤光栅实现温度不敏感的二维倾斜角传感器被引量：2: 2011年; 提出并研究了一种新颖的钟摆式光纤光栅(FBG)二维倾斜角传感器,其摆杆顶端采用圆锥结构,两个FBG沿着母线方向并间隔四分之一圆周粘贴在圆锥表面,摆杆下端固定一定质量的重物。在倾斜角发生变化时,圆锥表面产生的沿着母线方向梯度分布的应变场使FBG产生啁啾效应。利用功率谱平坦的宽带光源,通过监测两个FBG的反射光强变化,可实现二维倾斜传感。此外,由于光纤光栅的反射光强不随温度变化,所以该传感器的测量对温度不敏感。实验在±4°范围内测得该传感器的灵敏度为1.96μW/(°),精度为±0.125°。; 包华龙董新永赵春柳金尚忠; 关键词：光纤光栅光纤传感温度不敏感

一种用于谐波检测过程中消除谐波背景方法的研究被引量：1: 2015年; 针对可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)连续检测技术中,二次谐波背景信号存在漂移的现象,提出改变激光器中心电流实时提取背景信号,以消除连续检测过程中背景信号的漂移对浓度反演的影响。依据波长调制理论推导了二次谐波背景信号的理论表达式,并分析了实际情况下影响二次谐波背景信号的因素。给出激光器在不同工作温度时电流和输出光强度之间的关系曲线,并分析了改变激光器中心电流实时提取背景信号的可行性。结合背景信号搜索方法设计了基于LabVIEW的背景信号提取流程图。设计以氨气为检测对象的TDLAS实验系统,选取了氨气的吸收谱线以及对应的吸收中心电流。在激光器电流全工作区间内只存在唯一吸收峰的情况下,确定实验中各参数的数值及搜索背景的电流范围。实验结果表明:该方法可实时提取谐波背景信号。结合线性最小二乘法拟合反演可有效地减小检测误差及背景信号对浓度反演精度的影响,提高浓度的检测精度及准确性。在连续检测实验中,反演浓度的标准差由2.688 3降到1.856 1,减小背景信号漂移对检测浓度准确性的影响,提高了连续检测的准确性。; 赵迎赵学玒王喆张锐汪曣; 关键词：谐波检测二次谐波

一种对温度不敏感的光纤布拉格光栅加速度计被引量：7: 2010年; 提出了一种新型的基于光纤布拉格光栅(FBG)反射带宽和反射光功率测量的加速度计,其是将单根FBG斜向粘贴在矩形简支梁侧面构成的,通过在简支梁中间粘贴重物感应竖直方向的加速度,通过梁的弯曲改变FBG反射带宽和反射光功率。实验结果表明:FBG的反射带宽具有很好的线性响应,其测量范围可达到8g,因带宽展宽造成FBG的反射率降低,因此反射光功率的线性响应范围只有4g;带宽和功率灵敏度分别为0.4nm/g和4.57μW/g;由于温度仅改变FBG的布拉格波长,而对其反射带宽和光功率几乎没有影响,所以加速度计对温度变化不敏感。; 李岚董新永赵春柳沈常宇孙一翎; 关键词：加速度计简支梁

新一代光纤智能传感网技术进展被引量：1: 2014年; 新一代光纤智能传感网是一项涵盖领域较为广泛的综合性技术,主要包括微结构光纤传感、基于非线性光学散射的光纤传感、基于光纤扰动的光纤传感、传感网的优化及应用技术四个方面。燕山大学、天津大学研制了不同类型的光子晶体光纤传感器,可用于生物化学方面检测。中国计量学院、南京大学开展了基于非线性光学散射的光纤系统研究,并在实际工程中得到应用。复旦大学、天津大学、上海理工大学针对光纤扰动的理论、算法等方面进行了研究。天津大学开展了光纤传感网优化及应用的研究,并在实际中得到应用。该文简要介绍了上述科研机构在光纤智能传感网技术方面取得的进展,为广大科研工作者进行相关研究提供参考。; 刘铁根张旭苹贾波金尚忠江俊峰陆颖毕卫红刘坤秦尊琪; 关键词：光纤传感微结构非线性光学

天津大学光纤传感技术研究部分最新进展被引量：8: 2010年; 本文介绍了天津大学在光纤传感技术研究领域的最新进展。主要为:基于白光干涉实现了非本征光纤法珀和FBG并行解调,法珀腔长测量误差0.81μm,FBG波长测量误差14pm;基于光纤有源内腔结构实现了乙炔气体传感,灵敏度优于100ppm;基于保偏光纤实现了分布式传感,灵敏度可达6cm;基于边缘滤波器开发了光纤光栅解调仪,波长分辨力可达1.2pm,扫描速率超过200kHz;采用全光纤OCT技术实现了牙齿模型的二维、三维扫描;实现了光纤陀螺光纤环的温度、振动等动态特性检测。; 刘铁根刘琨江俊峰孟卓姚晓天陈信伟张以谟; 关键词：光纤传感保偏光纤边缘滤波光纤陀螺

Kerr缺陷一维耦合腔光波导的双稳态方向性被引量：2: 2011年; 本文提出一种只在一层高折射率介质层中掺杂Kerr介质的一维耦合腔光波导.利用一维传输矩阵理论和非线性传输矩阵方法研究了此结构的光学双稳态.根据一维传输矩阵理论分析了此结构的线性特性,包括低频带边模的偏移及场分布的特点,讨论了此结构实现双稳态的原理.研究发现:由于缺陷层中场分布与入射光方向密切相关,而缺陷层光场的局域,将激发Kerr介质的三阶非线性效应,从而改变了缺陷层的折射率,所以不同方向的入射光具有不同的双稳态阈值.利用非线性传输矩阵方法研究了光学双稳态特性.结果表明:由于缺陷层的位置导致缺陷模正方向(由左到右)入射的场分布大于反方向(由右到左)入射的场分布,正方向的阈值低于反方向的阈值,相差一倍.; 李文慧毕卫红王金生; 关键词：耦合腔光开关 KERR效应

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国家重点基础研究发展计划(2010CB327800)

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