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Dynamic OADM Using Tunable Sampled Bragg Gratings Based on Vernier Effect
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作者 WANG Xu YU Chong-xiu YU Zhi-hui 《Semiconductor Photonics and Technology》 CAS 2006年第2期123-125,共3页
A novel dynamic optical add-drop multiplexer(OADM) scheme using tunable sampled fiber Bragg gratings(SFBG) by Vernier effect is firstly proposed. In this scheme, broad wavelength tuning range is achieved by only sligh... A novel dynamic optical add-drop multiplexer(OADM) scheme using tunable sampled fiber Bragg gratings(SFBG) by Vernier effect is firstly proposed. In this scheme, broad wavelength tuning range is achieved by only slightly adjusting the SFBG, the wavelength tuning of OADM will be faster than traditional dynamic OADM. 展开更多
关键词 TUNABLE Sampled fiber Bragg gratings vernier effect OADM
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Fundamental study on short range measurement using RF time of flight based on Vernier effect
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作者 Sang-il Ko Shinji Ohyama 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2461-2467,共7页
Recognizing the position of moving objects, facilities or important equipments has been regarded as a hot issue in the future environment which needs ubiquitous characteristics. Furthermore, it is indispensably needed... Recognizing the position of moving objects, facilities or important equipments has been regarded as a hot issue in the future environment which needs ubiquitous characteristics. Furthermore, it is indispensably needed to acquire location data in order to realize an infrastructure of sensor network system. Namely, distance data are the preliminary information to complete localization of a moving object in local area. Even though there have been several researches on this topic, there are however still much amount of problems in getting precisely exact distance data. Out of them, the research on using TOF (Time-of-flight) is very few as well as could be thought of as a cutting-edge technique. Moreover, it is very difficult to get minutely RF signal's TOF for getting short distance data; that is, very complicated signal processing skills are requested for realizing it. In this paper, we present a new methodology of RF short ranging technique based on vernier effect through using of heterogeneous operating clocks. 展开更多
关键词 传感器 信号处理技术 射频技术 时间飞行
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High Sensitivity Strain and Temperature Sensing With Cascaded Sagnac Interferometer Based on Harmonic Vernier Effect
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作者 Xin DING Shen LIU +3 位作者 Mengjie WANG Nan CHEN Weiguan ZHANG Yiping WANG 《Photonic Sensors》 2025年第3期147-160,共14页
To further improve sensor sensitivity,a strain and temperature sensor based on the harmonic Vernier effect with cascaded Sagnac interferometers(SIs)is proposed.Through a combination of simulation and experimentation,i... To further improve sensor sensitivity,a strain and temperature sensor based on the harmonic Vernier effect with cascaded Sagnac interferometers(SIs)is proposed.Through a combination of simulation and experimentation,it is shown that the basic Vernier effect can be realized when the lengths of the polarization-maintaining fiber(PMF)in two SIs are slightly different.Furthermore,the first-order harmonic Vernier effect can be achieved when the lengths of two PMFs are approximately integer multiples.This sensor,leveraging the harmonic Vernier effect,demonstrates higher sensitivity.Compared to a single SI,the strain sensitivity based on the basic Vernier effect is improved to 61.93 pm/µεwith a magnification factor of 7.6,and the temperature sensitivity is improved to 14.29 nm/℃with a magnification factor of 9.4.For the first-order harmonic Vernier effect,the strain sensitivity increases to 146.35 pm/µεwith a magnification factor of 18,and the temperature sensitivity increases to 24.92 nm/℃with a magnification factor of 16.5.Additionally,the sensor based on the harmonic Vernier effect exhibits good stability in strain and temperature measurement.Unlike the basic Vernier effect,the harmonic Vernier effect does not require strict control of the reference and sensing interferometer lengths,further increasing sensitivity.Due to its simple structure and low cost,the proposed sensor shows significant potential for applications in high-precision measurement engineering and medical treatment. 展开更多
关键词 Cascade Sagnac interferometers harmonic vernier effect strain and temperature measurement polarization-maintaining fiber
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Transforming optical Vernier effect into coherent microwave interference towards highly sensitive optical fiber sensing
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作者 RUIMIN JIE JIE HUANG CHEN ZHU 《Photonics Research》 2025年第4期875-888,共14页
The optical Vernier effect has garnered significant research attention and found widespread applications in enhancing the measurement sensitivity of optical fiber interferometric sensors.Typically,Vernier sensor inter... The optical Vernier effect has garnered significant research attention and found widespread applications in enhancing the measurement sensitivity of optical fiber interferometric sensors.Typically,Vernier sensor interrogation involves measuring its optical spectrum across a wide wavelength range using a high-precision spectrometer.This process is further complicated by the intricate signal processing required for accurately extracting the Vernier envelope,which can inadvertently introduce errors that compromise sensing performance.In this work,we introduce a novel approach to interrogating Vernier sensors based on a coherent microwave interferenceassisted measurement technique.Instead of measuring the optical spectrum,we acquire the frequency response of the Vernier optical fiber sensor using a vector network analyzer.This response includes a characteristic notch that is highly sensitive to external perturbations.We discuss in detail the underlying physics of coherent microwave interference-based notch generation and the sensing principle.As a proof of concept,we construct a Vernier sensor using two air-gap Fabry–Perot interferometers arranged in parallel,demonstrating high-sensitivity strain sensing through microwave-domain measurements.The introduced technique is straightforward to implement,and the characteristic sensing signal is easy to demodulate and highly sensitive,presenting an excellent solution to the complexities of existing optical Vernier sensor systems. 展开更多
关键词 vector network analyzer optical vernier effect signal processing optical fiber interferometric sensorstypicallyvernier sensor interrogation coherent microwave interference enhancing measurement sensitivity measuring its optical spectrum extracting vernier envelopewhich
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一种新型倒T型连续极高转矩密度永磁游标电机
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作者 徐高红 陈健 陈前 《电气工程学报》 北大核心 2025年第2期157-164,共8页
轮辐式永磁游标电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机在高极比,即转子极对数与定子绕组极对数比值高于5的情况下,存在的磁障效应会严重限制电机磁场调制效果,该缺点影响了轮辐式电机的推广与应用。为此,提出一种具... 轮辐式永磁游标电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机在高极比,即转子极对数与定子绕组极对数比值高于5的情况下,存在的磁障效应会严重限制电机磁场调制效果,该缺点影响了轮辐式电机的推广与应用。为此,提出一种具有倒T型永磁体的连续极一体化转子结构。该结构可以削弱上述磁障问题,增强电机磁场调制效果,从而提高低阶次调制谐波幅值,提升电机的反电动势和转矩密度。首先,分析了磁障效应的产生原因以及对电机性能产生的不利影响。其次,介绍倒T型转子结构及其工作原理,说明其连接桥为低阶次的调制谐波构建新的磁路从而削弱磁障效应。最后,通过有限元仿真对传统轮辐式结构和倒T结构的电磁性能进行对比。结果表明,在同等条件下,倒T结构具有更高的转矩密度和更低的磁钢用量。 展开更多
关键词 永磁游标电机 磁障效应 连续极 磁场调制 一体化
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基于Bi-LSTM网络的游标传感器输出解调技术 被引量:1
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作者 曾心 郭茂森 +2 位作者 张昕 丁晖 胡红利 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1257-1263,共7页
针对光学游标传感器输出解调难的问题,提出基于双向长短时记忆(Bi-LSTM)网络的光谱数据预测技术。利用Bi-LSTM网络对数据序列的预测能力,实现了宽光谱范围的光谱数据预测,从而解决了游标传感器由于工作光谱范围有限的光源或光谱扫描技术... 针对光学游标传感器输出解调难的问题,提出基于双向长短时记忆(Bi-LSTM)网络的光谱数据预测技术。利用Bi-LSTM网络对数据序列的预测能力,实现了宽光谱范围的光谱数据预测,从而解决了游标传感器由于工作光谱范围有限的光源或光谱扫描技术,而导致游标传感器难以实现输出解调的技术难题。采用该方法,只要采集有限波长范围的传感器输出光谱,利用训练好的Bi-LSTM模型就能够在较宽的波长范围内准确预测传感器输出光谱的包络曲线,从而极大降低了对游标传感器工作光谱范围的技术要求。介绍了Bi-LSTM网络用于游标传感器输出解调的基本原理和实现过程,实验证明了该方法对游标传感器输出光谱数据预测的准确性,其预测曲线与实际光谱包络在波峰处的波长最大误差~0.02 nm,幅值最大误差仅为0.058%。验证了Bi-LSTM网络对具有不同包络周期的游标传感器输出解调的泛化性,针对不同包络周期的游标传感器输出光谱,其最大预测误差为0.02 nm,最大均方根误差(RMSE)为9.72×10^(-5),证明了所训练的Bi-LSTM网络对不同包络周期的游标传感器输出光谱都具有准确的“预测性”和“跟踪度”。研究表明,实际工作中只要光源的波长范围能够覆盖游标传感器的1/2个光谱包络周期(绝大多数情况下可以满足),利用Bi-LSTM网络能够在宽光谱范围内,实现对传感器输出光谱的准确预测,从而极大降低了对游标传感器的工作光源(或其他光谱扫描技术)的光谱范围的要求。本研究解决了游标传感器的输出解调光谱范围过宽的难题,具有理论及实际应用意义。 展开更多
关键词 光学游标传感器 自由光谱范围 光谱预测 Bi-LSTM网络
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基于虚拟游标效应增敏的TMZI光纤CTD传感器
7
作者 韦香宁 童子劲 +5 位作者 徐琰 潘雪梅 张超 农恒昌 于洋 张振荣 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期30-38,共9页
为了实现对盐度、温度和压力的高精度测量,提出了一种基于虚拟游标效应增敏的马赫-曾德尔干涉仪(TMZI)光纤温盐深(CTD)传感器。通过优化光纤结构,该传感器克服了传统单模光纤和微纳光纤耦合器的机械易损问题。采用快速傅里叶变换(FFT)... 为了实现对盐度、温度和压力的高精度测量,提出了一种基于虚拟游标效应增敏的马赫-曾德尔干涉仪(TMZI)光纤温盐深(CTD)传感器。通过优化光纤结构,该传感器克服了传统单模光纤和微纳光纤耦合器的机械易损问题。采用快速傅里叶变换(FFT)和逆傅里叶变换(IFFT)处理光谱数据,并结合虚拟游标效应,显著提升了测量灵敏度。实验结果表明:在0~5.85‰和5.85‰~19.55‰盐度范围内,灵敏度分别达到37.310 nm/‰和16.361 nm/‰;温度测量在30.86~41.95℃内的灵敏度为-27.667 nm/℃;压力传感在0~4.5 MPa内的灵敏度为51.087 nm/MPa。 展开更多
关键词 马赫-曾德尔干涉仪 多参数监测 快速傅里叶变换 逆傅里叶变换 虚拟游标效应
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Lyot-Sagnac与Fabry-Pérot级联增敏的光纤温度传感器
8
作者 张国生 陈宇雷 +1 位作者 柴国强 韩建宁 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第5期1027-1035,共9页
为了有效提高检测灵敏度和实用性,本文提出了一种基于游标效应增敏的Lyot-Sagnac传感结构与Fabry-Pérot干涉仪(FPI)级联的光纤温度传感器。其中,Lyot-Sagnac传感结构是通过90°旋转熔接不同长度保偏光纤(PMF)制作而成的,FPI是... 为了有效提高检测灵敏度和实用性,本文提出了一种基于游标效应增敏的Lyot-Sagnac传感结构与Fabry-Pérot干涉仪(FPI)级联的光纤温度传感器。其中,Lyot-Sagnac传感结构是通过90°旋转熔接不同长度保偏光纤(PMF)制作而成的,FPI是利用空芯光子晶体光纤作为F-P腔制作的。理论分析结果表明,通过90°旋转熔接方法制作的Lyot-Sagnac传感结构输出光谱包络良好,与FPI级联利用游标效应能够显著提高传感器温度检测灵敏度。实验结果表明,级联传感器分别以Lyot-Sagnac传感结构中不同长度的PMF作为传感部位时,温度检测灵敏度为12.56 nm/°C和92.77 nm/°C。相比于单独的Lyot-Sagnac干涉结构,本文提出的传感器灵敏度提升了约57倍。此外,在同一测量带宽下,PMF1模式的测量范围是PMF2模式的9.3倍。因此,相较于传统游标效应光纤温度传感器,本文提出的双响应模式温度传感器不仅具有良好的检测灵敏度,而且利用同一光谱检测设备可有效适配不同检测范围与灵敏度需求的应用场景,为性能可调式光纤温度传感器的研发提供了一种新思路。 展开更多
关键词 光纤温度传感器 Lyot-Sagnac结构 游标效应 Fabry-Pérot干涉仪
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高转矩密度永磁游标伺服电机磁通屏障效应分析及抑制 被引量:2
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作者 秦语缘 樊英 +2 位作者 陈秋蒴 唐琛 房莉 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第4期1237-1247,I0002,共12页
永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了... 永磁同步电机被广泛应用于伺服驱动领域,但其转矩密度难以进一步提升,而基于磁场调制原理的永磁游标伺服电机使其成为可能。其中,轮辐式永磁游标伺服电机特有的聚磁效应使其具有高转矩密度的优势,然而此类电机的磁通屏障效应严重制约了输出性能的提高。因此,该文提出一种辅助励磁交替极轮辐式游标伺服电机结构,旨在分析磁通屏障效应形成机理,并通过交替极、辅助永磁体与磁障、磁桥组合排布的拓扑优化设计为低极对数磁通提供有效磁路,抑制上述磁通屏障效应,进而提高电机转矩密度与输出性能。在此基础上,进行样机制作,通过实验验证上述解析计算的正确性与所提结构对磁通屏障效应抑制的有效性,为高品质伺服电机拓扑选择、性能优化提供依据。 展开更多
关键词 永磁游标伺服电机 磁通屏障效应 辅助励磁 高转矩密度 磁路分析
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基于保偏光纤的双参量单臂游标传感器
10
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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法布里-珀罗游标光谱信号的深度学习解调
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作者 王桧 赵起超 +3 位作者 王昊琦 邵志强 肖爽 刘彬 《计测技术》 2025年第3期70-77,共8页
为提升法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)传感器游标光谱信号解调的准确性,提出基于深度学习的光谱数据直接解调方法。首先对光谱数据进行预处理,将复杂的游标光谱信息转化为卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)可以处理... 为提升法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)传感器游标光谱信号解调的准确性,提出基于深度学习的光谱数据直接解调方法。首先对光谱数据进行预处理,将复杂的游标光谱信息转化为卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)可以处理的数据格式,然后采用深度学习模型对预处理后的完整光谱数据进行训练和测试,并利用卷积神经网络对光谱数据进行特征提取和分类,最终实现待测信号的准确解调。使用灵敏度为112.5 nm/MPa的双腔法布里-珀罗传感器采集光谱数据,并开展信号解调实验,结果表明:CNN模型对未知光谱进行10折(fold)交叉验证的平均准确率为92.49%,均方根误差RRMSE(Root Mean Square Error,RMSE)为0.0392 MPa,相对误差的平均值为3.31%;卷积神经网络-长短期记忆(Convolutional Neural Network-Long Short Term Memory,CNN-LSTM)模型对未知光谱进行10折交叉验证的平均准确率为96.98%,RRMSE为0.0390 MPa,相对误差的平均值为3.28%。基于CNN-LSTM模型的方法仅通过解调256个采样点的数据就实现了较高准确度,具有便捷、高效的优点,为推动光谱信号解调领域发展提供了有效的技术途径,为开发智能光学传感系统提供了重要参考。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉仪 光谱解调 深度学习 游标效应
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基于游标效应的高灵敏度光纤Fabry-Perot热式流速传感技术研究
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作者 李太文 刘志远 +2 位作者 韩博 廖祖浩 张俊哲 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期48-58,共11页
针对传统光纤热式流速传感器在高流速区域灵敏度低、流速测量上限低的问题,一种基于游标效应和热敏材料的高灵敏度光纤热式流速传感方法被提出,该方法所采用的光纤传感器由SMF与末端填充热敏材料的HCF熔接而成,传感器利用热敏材料的高... 针对传统光纤热式流速传感器在高流速区域灵敏度低、流速测量上限低的问题,一种基于游标效应和热敏材料的高灵敏度光纤热式流速传感方法被提出,该方法所采用的光纤传感器由SMF与末端填充热敏材料的HCF熔接而成,传感器利用热敏材料的高温度敏感特性实现了对传感器灵敏度的第1级增敏,同时,SMF和热敏材料端面构建的级联FPI结构形成了游标效应,利用游标效应的增敏特性实现了对传感器灵敏度的第2级增敏,通过灵敏度的两级增敏机制,传感器在高流速区域的流速传感灵敏度被提高,同时,传感器的流速测量上限也被提升。采用PDMS为热敏材料,对所提出的高灵敏度光纤热式流速传感方法的传感性能进行了理论分析,同时对传感器制备工艺进行了研究,制备了传感器实物,并对传感器的灵敏度、最大流速测量值、重复性等传感性能进行了试验分析。试验结果表明,传感器具备1.399 nm/℃的温度灵敏度特性,传感器的最大流速测量值达到25 m/s,范围为17~25 m/s,传感器响应曲线具有良好的线性度(R^(2)=0.99),流速传感灵敏度达到1.45 nm/(m·s^(-1)),灵敏度的重复性偏差仅为1.24%,具有良好的一致性。基于高灵敏度和高流速测量上限的优势,以及体积微型化的特点,该流速传感方法在工业应用领域具有良好的应用潜力。 展开更多
关键词 光纤流速传感器 流速测量 游标效应 法布里-珀罗腔 PDMS
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基于法布里-珀罗干涉仪的液体折射率传感器
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作者 黄会玲 陈婧婷 +1 位作者 胡锦 江超 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期34-40,共7页
为了满足工业生产中对高灵敏度折射率传感器的需求,利用两个法布里-珀罗干涉仪(FPI_(1)和FPI_(2))级联构成一款高灵敏度的液体折射率传感器。FPI_(1)和FPI_(2)均由单模光纤、多模光纤和毛细管拼接而成。FPI_(1)的毛细管侧壁上利用飞秒... 为了满足工业生产中对高灵敏度折射率传感器的需求,利用两个法布里-珀罗干涉仪(FPI_(1)和FPI_(2))级联构成一款高灵敏度的液体折射率传感器。FPI_(1)和FPI_(2)均由单模光纤、多模光纤和毛细管拼接而成。FPI_(1)的毛细管侧壁上利用飞秒激光钻了两个微孔,形成开放通道,使被测量的溶液能够进入FPI_(1)的F-P腔。当F-P腔中液体折射率发生变化时,导致FPI_(1)的光谱发生线性漂移,解调光谱漂移量可以获得液体折射率值。将FPI_(2)和FPI_(1)级联后产生游标效应能够将FPI_(1)的灵敏度放大。实验测得FPI_(1)的折射率灵敏度为-110.61 nm/RIU,游标效应传感器的折射率灵敏度为-1 072.72 nm/RIU,灵敏度提高了9.7倍。该传感器结构简单,容易制造,灵敏度高,在环境监测等领域具有优势。 展开更多
关键词 光纤折射率传感器 法布里-珀罗干涉仪 石英毛细管 氯化钠溶液 游标效应
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基于虚拟游标效应的锯齿形光纤MZI高灵敏应变传感器
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作者 陈丽萍 魏勇 《半导体光电》 北大核心 2025年第4期659-665,共7页
为提升虚拟游标效应传感器灵敏度,提出一种锯齿形光纤马赫曾德尔干涉仪结构。通过二氧化碳激光器在毛细管光纤上加工锯齿形微结构,减小其传感区域横截面积,促使应变集中分布,从而显著增大传感干涉仪自身灵敏度。实验结果表明,当锯齿深度... 为提升虚拟游标效应传感器灵敏度,提出一种锯齿形光纤马赫曾德尔干涉仪结构。通过二氧化碳激光器在毛细管光纤上加工锯齿形微结构,减小其传感区域横截面积,促使应变集中分布,从而显著增大传感干涉仪自身灵敏度。实验结果表明,当锯齿深度为30μm时,传感干涉仪的应变灵敏度提升至2.5 pm/με。进一步结合虚拟游标效应处理,将传感信号与虚拟参考信号叠加放大(放大因子为136.6),最终传感器的包络谷灵敏度达341.75 pm/με,较现有同类传感器性能显著提高。该方法通过协同优化传感干涉仪结构与虚拟游标效应,为高灵敏度光纤应变传感器设计提供了新思路。 展开更多
关键词 锯齿形毛细管光纤 光纤应变传感器 虚拟游标效应 高灵敏应变传感
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Demodulation of Vernier-effect-based optical fiber strain sensor by using improved cross-correlation algorithm
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作者 LIU Bin CAO Zhi-gang +7 位作者 WANG Xing-yun LIN Zi-han CHENG Rui LIU Jun SUN Yu-han ZHENG Shu-jun ZUO Cheng LIN Ji-ping 《中国光学(中英文)》 2025年第6期1463-1474,共12页
The improved cross-correlation algorithm for the strain demodulation of Vernier-effect-based optical fiber sensor(VE-OFS)is proposed in this article.The algorithm identifies the most similar spectrum to the measured o... The improved cross-correlation algorithm for the strain demodulation of Vernier-effect-based optical fiber sensor(VE-OFS)is proposed in this article.The algorithm identifies the most similar spectrum to the measured one from the database of the collected spectra by employing the cross-correlation operation,subsequently deriving the predicted value via weighted calculation.As the algorithm uses the complete information in the measured raw spectrum,more accurate results and larger measurement range can be obtained.Additionally,the improved cross-correlation algorithm also has the potential to improve the measurement speed compared to current standards due to the possibility for the collection using low sampling rate.This work presents an important algorithm towards a simpler,faster way to improve the demodulation performance of VE-OFS. 展开更多
关键词 improved cross-correlation algorithm fiber sensor vernier effect machine learning
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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:2
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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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基于Sagnac干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器 被引量:2
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作者 杨玉强 张钰颖 +3 位作者 李雨婷 高佳乐 牟小光 毕磊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期120-129,共10页
提出一种基于双萨格奈克(Sagnac)干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器,在该传感器中,传感干涉计中熊猫光纤的长度约为参考干涉计中熊猫光纤的整数倍。理论分析与实验结果表明,当游标放大倍率相同时,基于谐波游标效应和基于普通光学游标... 提出一种基于双萨格奈克(Sagnac)干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器,在该传感器中,传感干涉计中熊猫光纤的长度约为参考干涉计中熊猫光纤的整数倍。理论分析与实验结果表明,当游标放大倍率相同时,基于谐波游标效应和基于普通光学游标效应的双Sagnac干涉计具有相同的温度灵敏度,但谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于普通光学游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大。由于失谐量越大,游标放大倍率越容易控制和实现,因此,从制备角度上讲,谐波游标效应明显优于普通光学游标效应。该研究可为后续光学游标效应的研究提供重要参考。 展开更多
关键词 光纤传感器 Sagnac干涉计 谐波游标效应 普通游标效应 温度传感
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基于增强型谐波游标效应的光纤温度传感器 被引量:2
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作者 林子曦 李雨婷 +2 位作者 杨玉强 李依潼 张钰颖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期2344-2354,共11页
提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数... 提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数倍且两者具有相反的温度响应,实现增强型谐波游标效应。实验结果表明,增强型谐波游标效应和增强型普通游标效应具有几乎相同的温度灵敏度,分别为单个FPI和SI灵敏度的28.7倍和16.9倍,增强型谐波游标放大倍率分别为普通谐波游标放大倍率的3.4倍和1.8倍,但增强型谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于增强型普通游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大,因此,增强型谐波游标放大倍率更容易控制和实现。该传感器在获取高灵敏度的同时,稳定性能好、制备成本低,具有非常好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉计 萨格奈克干涉计 增强型游标效应 谐波游标效应 温度传感器
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基于马赫-泽德干涉仪级联结构的高灵敏度光纤温度传感器
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作者 王梓丞 田凯迪 +2 位作者 匡崇葳 赵玉欣 张相军 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第5期759-766,共8页
光纤温度传感器由于其结构的小型化和抗电磁干扰能力强受到了研究者的广泛关注,但目前部分传感器灵敏度无法满足实际需求。针对这一问题,提出了一种基于Lyot滤波器和马赫-泽德干涉仪级联的高灵敏度光纤温度传感器。马赫-泽德干涉仪由两... 光纤温度传感器由于其结构的小型化和抗电磁干扰能力强受到了研究者的广泛关注,但目前部分传感器灵敏度无法满足实际需求。针对这一问题,提出了一种基于Lyot滤波器和马赫-泽德干涉仪级联的高灵敏度光纤温度传感器。马赫-泽德干涉仪由两个级联的气泡型凸锥组成,因其全保偏光纤结构具有较好的稳定性。同时,作为传感干涉仪的Lyot滤波器是通过在两个线偏振器之间以45°角熔接一段保偏光纤制成。通过调整Lyot滤波器中传感部分保偏光纤的长度,使其自由光谱范围接近马赫-泽德干涉仪,从而产生游标效应增强级联传感器的灵敏度。实验结果表明,Lyot滤波器的灵敏度为-1.4 nm/℃,级联传感器的灵敏度提高到-28.3 nm/℃,灵敏度放大倍数为20.2。所提出的光纤温度传感器偏振稳定性强、制作简单、灵敏度高,能够满足工业领域中的高精度应用需求。 展开更多
关键词 光纤传感器 游标效应 马赫-泽德干涉仪 Lyot滤波器 温度
原文传递
基于PDMS的FPI高灵敏度温度与气压传感器
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作者 曹庭水 胡传菊 +3 位作者 李丽 方婷 李宏 江超 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期581-588,共8页
为了满足生产实际对高灵敏度温度和气压测量的需要,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一款新型的高灵敏度温度与气压光纤传感器。传感器由两个自由光谱范围相近的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联构成,两个FPI由单模光纤端面涂覆PDMS制成。由于... 为了满足生产实际对高灵敏度温度和气压测量的需要,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一款新型的高灵敏度温度与气压光纤传感器。传感器由两个自由光谱范围相近的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联构成,两个FPI由单模光纤端面涂覆PDMS制成。由于PDMS具有优良的热敏性和弹性,基于PDMS的FPI具有较好的温度和压力敏感性。将两个自由光谱范围相近的FPI并联后,形成一个光学游标效应传感器,进一步放大了传感器灵敏度。实验结果表明传感器的温度和气压灵敏度分别为2.7893 nm/℃和15.5079 nm/MPa,而单个FPI的温度与气压灵敏度分别为0.2508 nm/℃和1.5181 nm/MPa,灵敏度被分别放大了11.1和10.2倍。该传感器结构简单、制作容易、尺寸紧凑、成本低、灵敏度高、重复性和稳定性好,具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤法布里-珀罗干涉仪 光学游标效应 气压与温度 PDMS
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