马赫增德尔干涉仪的光纤周界防范装置设计

光纤周界入侵检测系统设计方案 光纤周界入侵检测系统 设计建议案 2014-8-24 光纤周界入侵检测系统设计方案 1 目录 序、方案特点.......................................................................2 一、需求分析.......................................................................2 二、系统设计.......................................................................2 1、产品介绍.....................................................................2 2、方案设计.

通过改进光纤定向耦合器的结构,可以显著提高光纤速度干涉仪的灵敏度。该文从熔融拉锥型光纤定向耦合器的数学模型出发进行研究,详细分析了2×2和3×3型光纤定向耦合器在全光纤速度干涉仪(afvisar)中的具体作用,并对此两种结构的光纤速度干涉仪的性能(主要是灵敏度)的优劣进行了对比分析,表现出3×3型光纤定向耦合器构成的两端探测系统的优越性。最后提出采用n×n型光纤定向耦合器可能带来的光纤速度干涉仪性能的提高和适用局限性。

一种基于光纤mach森德干涉的新型磁场传感器（mzi）的涂磁流体（mf）提出。mzi组成标准单模光纤（smf）两个球形结构。的干涉波长和功率的传感结构是敏感的外部的折射率（国际扶轮）。由于ri的mf对磁场敏感，磁场的测量可以通过检测干涉谱的变化来实现。实验结果表明，随着磁场强度的增加，干涉倾角的波长和功率都随着磁场强度的增加而增大。

利用2×2熔融拉锥型光纤耦合器,提出构建双m-z干涉系统方案,分析了熔融拉锥耦合器参数特性对双m-z干涉系统稳定性的影响以及干涉臂输出光强特性。该实验系统低频振动周期为3±0.32min,系统漂移速率为2.82rad/min。

一种基于光纤mach森德干涉的新型磁场传感器（mzi）的涂磁流体（mf）提出。mzi组成标准单模光纤（smf）两个球形结构。的干涉波长和功率的传感结构是敏感的外部的折射率（国际扶轮）。由于ri的mf对磁场敏感，磁场的测量可以通过检测干涉谱的变化来实现。实验结果表明，随着磁场强度的增加，干涉倾角的波长和功率都随着磁场强度的增加而增大。

针对已有线宽检测方法在窄线宽激光器测量中存在的缺陷,提出一种利用非平衡光纤干涉仪相位噪声测量并计算线宽的方法。理论分析了短程差非平衡干涉仪相位噪声与窄线宽激光器的光频噪声的关系,得到了激光器的光波功率频谱和线宽。利用臂差为10m的光纤干涉仪对窄线宽分布反馈激光器进行测量,结果表明激光器光波功率谱有近似的洛伦兹线型且线宽为5.4khz,与5khz的理论值相近。窄线宽光纤环形腔激光器的线宽测量结果为0.75khz,比用零拍法测量到的同类型激光器低于1.5khz的结果更精确。

光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器.它与普通的传感器相比,具有灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、防燃等优点,因此在温度、应力、磁场等传感领域都有着广泛的应用.本文研究的光纤声波传感器,其基础为mach-zehnder(m-z)全光纤干涉仪,我们主要的工作集中在传感臂探头的制作.所研制的基于m-z干涉仪的单模光纤声波传感器,可以对声波的频率和声压级(输出电压峰谷差值)进行测量,频率响应范围为4～5000hz,涵盖了次声波段,动态响应范围上限为100dba.

我国第一台多用途、高精度的光学测试仪器—jdg-1型激光多用干涉仪,最近在安徽光学精密机械研究所研制成功.这台仪器可用于测量光学零件的平面度、平行度、球面

用激光干涉仪系统进行精确的线性测量 — 最佳操作及实践经验 1简介 本文描述的最佳操作步骤及实践经验主要针对使用激光干涉仪校准机床如车床、铣床以及 坐标测量机的线性精度。但是，文中描述的一般原则适用于所有情况。与激光测量方法相 关的其它项目，如角度、平面度、直线度和平行度测量不包括在内，用于实现0.1微米即 0.1ppm以下的短距离精度测量的特殊方法（如真空操作）也不包括在内。 微米是极小的距离测量单位。（1微米比一根头发的1/25还细。由于太细，所以肉眼无 法看到，接近于传统光学显微镜的极限值）。可实现微米级及更高分辨率的数显表的广泛 使用，为用户提供了令人满意的测量精度。尽管测量值在小数点后有很多位数，但并不表 明都很精确。（在许多情况下精度比显示的分辨率低10-100倍）。实现1微米的测量分 辨率很容易，但要得到1微米的测量精度需要特别注意一些细节。本文

sj6000激光干涉仪产品采用美国进口高稳频氦氖激光器、激光双纵模热稳频技术、高 精度环境补偿模块、几何参量干涉光路设计、高精度激光干涉信号处理系统、高性能计算机 控制系统技术，实现各种参数的高精度测量。通过激光热稳频控制技术，实现快速(约6分 钟)、高精度(0.05ppm)、抗干扰能力强、长期稳定性好的激光频率输出，采用不同的光学镜 组可以测量出线性、角度、直线度、平面度和垂直度等几何量，并且可以进行动态分析。 sj6000激光干涉仪产品具有测量精度高、测量速度快、最高测速下分辨率高、测量范 围大等优点。通过与不同的光学组件结合，可以实现对直线度、垂直度、角度、平面度、平 行度等多种几何精度的测量。在相关软件的配合下，还可以对数控机床进行动态性能检测， 可以进行机床振动测试与分析，滚珠丝杆的动态特性分析，驱动系统的响应特性分析，导轨 的动态特性分析等，具有极高的精度

激光干涉仪测量方法

第２４卷２００６年第１１期（总第２２１期） 科技导报 ｖｉｅｎｎａ：ａｕｓｔｒｉａ，１９９１（３２３）． ［２］ｉｃｒｕ．ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｏｎｒａｄｉ－ ｏｌｏｇｉｃａｌｕｎｉｔｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ｉｃｒｕ ｒｅｐｏｒｔ５３［ｒ］．ｂｅｔｈｅｓｄａ，ｍａｒｙｌａｎｄ：ｕ．ｓ．ａ． ［３］ｓａｎｄｅｒｓｏｎｄｃ，ｃｒｅｓｓｗｅｌｌａｊ，ｅｔ ａｌ．ａｎａｉｒｂｏｒｎｅｇａｍｍａ－ｒａｙｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ｓｕｒｖｅｙｏｆｎｕｃｌｅａｒｓｉｔｅｓｉｎｂｅｌｇｉｕｍ［ｊ］． ｊｏｕｒｎａｌｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒａｄｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ， ２００４，７２（１－）：２１３－２２４． ［４］ｇｕｉｌｌｏｔｌ．ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅａｋｓｉｎａｉｒｂｏｒｎｅｇａｍｍａ－ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ

用途及技术特点：用于数控设备、测量仪器等产品的直线轴线性定位精度、俯仰扭摆小角 度精度、直线度的检测与验收。 ★激光干涉仪系统所有测量功能均采用激光波长作为测量基准，具有溯源性。不采用四象 限传感器等测量角度或直线度方法。 ★仪器扩展性、兼容性和互换性：可以进行多轴机床的误差补偿及回转轴精度标定，可与 其他数字指示器设备配合使用,实现设备几何精度的检测。 ★双轴测量软件：可在一台计算机上连接并控制二台相同型号的激光系统，提供了同步采 集两平行轴数据的能力。 ★动态测量功能：可以进行机床系统动态测试，利用动态特性测量与评估软件,对导轨的 动态特性进行分析，对机器故障源进行诊断。 1、激光头： 1.1、★激光头具备80米测量能力； 1.2、★激光稳频精度（开机一小时开始拍频）：≤±0.01ppm； 1.3、★系统预热（进入精密测量）准备时间：≤6分钟； 1.4、接

超窄线宽激光器随机发生的跳模现象,作为一种干扰或噪声,是降低光学相干检测系统性能的重要因素。为了有效检测单纵模超窄线宽激光器的模式稳定性,提出一种基于光纤m-z干涉仪的超窄线宽激光器跳模检测方法,该方法通过在干涉仪内引入相位生成载波(pgc)外调制技术,将激光器跳模过程中光源相干性的变化转化为干涉仪相干度的突变,从而实现对整个跳模过程的实时监测。实验结果表明,该方法在检测灵敏度上有明显优势,能够有效监测跳模的持续时间、模式竞争随时间演化的动态过程等跳模细节,尤其适合用于短直腔激光器的跳模检测,并且能为光纤激光器跳模现象的预测与主动抑制提供重要参考。

设计了芯间距较小的特殊结构四芯光纤,可用于生成格子光场或用于制作光纤传感器.研究了在采用相干长度较短的ld光源的情况下,经过一段既弯曲又扭转的四芯光纤远程传输后的纤端光场干涉特性.基于叠加原理,出射光场可视为每个独立纤芯的多光源相干叠加和圆孔衍射调制共同作用的结果,推导了相应的理论公式,给出了四芯光纤远场干涉的理论与实验相一致的结果.对光纤弯曲所导致的光程差累积和偏振态衰变效应进行了分析和讨论,并给出了相应的实验结果.

提出用红外干涉仪在长波工作(λ=10.6μm)的优点检测非球面面形。首先,通过移相算法,使用泰曼型红外干涉仪测量出非球面与标准拟合球面之间的波像差;然后,根据非球面的矢高方程计算出非球面与标准拟合球面之间波像差的理论值,通过比较这两个值,计算出非球面的面形偏差。实验结果表明,使用红外干涉仪测量的非球面与标准拟合球面之间的波像差为8.64μm(pv),与理论波像差(8.11μm)比较接近,测得非球面面形偏差为1.20μm(pv)。为了验证这一方法的准确性,使用计算全息图(cgh)作为补偿镜在可见光干涉仪上测量了同一块非球面,两者测量结果比较吻合。结果表明,此方法有比较强的通用性,可以用于非球面在加工过程中的测试。

对应用于安全防范、石油管道监测的干涉型光纤传感器的系统结构及工作原理进行分析,由于系统使用单模光纤,导致两干涉臂输出偏振态变化不一致,使得系统的精度和稳定性降低.为此,对光缆设计以及成缆技术对系统输出偏振态变化的机理进行研究,建立了数学模型,进行仿真计算并通过环境模拟实验验证理论模型,为系统的光缆设计提供了理论依据.

窄线宽激光器随机发生的跳模现象,是影响光学系统稳定的重要因素。激光器线宽窄往往意味着较长的谐振腔和较小的模间隔,从而给跳模的监测带来了难度。本文提出一种基于非平衡光纤干涉仪的窄线宽光源跳模测试方法,该方法将激光器跳模的频率变化转变为干涉仪的相位变化,并通过相位产生载波(pgc)调制解调技术来检测相位信息,从而实现对跳模过程的监测。该方法灵敏度高,能够长时间连续监控,测试效果优于fabry-perot干涉仪,还可在khz量级上测量窄线宽激光器的线宽,为单纵模窄线宽激光器研究提供有效的测试手段。

为直接测量霍普金森压杆加载下试样径向应变位移,提出了一种稳幅输出的新型全光纤位移干涉技术。该技术采用半导体光放大器与掺饵光纤放大器的组合对来自试样表面的反射光进行动态饱和式放大。理论研究表明,该新型全光纤位移干涉仪能够输出振幅稳定的干涉信号,消除试样表面反射光强变化对位移测量精度的影响。实验结果表明,新型全光纤位移干涉仪能够实现对霍普金森压杆加载下试样弹性应变和塑性应变的高精度非接触测量。

提出了一种新的基于薄芯光纤模态干涉技术的光纤曲率传感器。在单模光纤的中间部分插入薄芯光纤用于传感光路,没有插入薄芯光纤的单模光纤用于参考光路,以消除环境对曲率测量的影响。由于插入的薄芯光纤和单模光纤纤芯失配,导致包层的高次模被激发,并与纤芯模在单模光纤内形成干涉。当改变薄芯光纤的曲率时,沿纤芯和包层传播的模态和光纤长度会发生改变,使得干涉谷峰发生平移。将传感光纤的两端固定的平移台上,当调节平移台距离时,薄芯光纤的曲率发生改变,导致干涉谷峰向短波方向平移。通过观察谷峰的平移距离可以实现曲率的传感测量。实验表明,该装置具有低损耗、低成本和高灵敏度的特点。

1 设计性实验： 微小长度的测量 实验人（学号）：蒋达飞关云飞任厅厅刘钊 班级：2015级物理学本科班 2 迈克尔逊干涉仪测薄玻璃片厚度 【实验目的】 1．了解迈克尔逊干涉仪的特点，学会调整和使用。 2．学习用迈克尔逊干涉仪测量单色光波长及薄玻璃片厚度的方法。 【实验仪器】 迈克尔逊干涉仪，hnl－55700型he-ne激光器、扩束镜，白赤灯，毛玻璃片，光具座，薄玻璃片。 【实验原理】 迈克尔逊干涉仪工作原理：如图10-1所示。在图中s为光源，g1是分束板，g1的一面镀有半反射膜， 使照在上面的光线一半反射另一半透射。g2是补偿板，m1、m2为平面反射镜。 光源he-ne激光器s发出的光经会聚透镜l扩束后，射入g1板，在半反射 面上分成两束光：光束(1)经g1板内部折向m1镜，经m1反射后返回，再次穿过 g1板，到达屏

双干涉光纤陀螺是一种新型光纤陀螺,可加倍sagnac信号,具有轻小型、高信噪比的优点.为改善双干涉光纤陀螺光纤环的温度性能,针对其光路建立了光纤环温度致非互易误差模型,仿真分析了光纤环中90°熔点位置对温度致非互易误差的影响,提出了将90°熔点置于光纤环中点时陀螺的温度致非互易误差将显著减小,并进行了实验验证,实验结果与理论分析相符.结果表明将90°熔点置于光纤环中点可使双干涉光纤陀螺的温度致非互易误差降低为原来的1/400.