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基于MEMS的高温光纤F-P加速度传感系统研究
摘要： 高温环境下的振动测量对重大工程与机械设备的运行监测具有重要意义。由于电学类振动传感器的耐温通常低于600°C，无法满足某些高温测量场景的需求。本文研究了一种基于普通单模光纤的高温法布里-珀罗（F-P）加速度传感系统。通过微机电系统（MEMS）技术加工高温敏感振膜，并与光纤微结构集成，使传感探头可在高温环境下封装。根据F-P腔长温度特性，提出基于静态工作点快速自动跟踪的信号解调方案。完整的光纤F-P加速度传感系统在铸造厂高温浇铸工况中实现了实时振动检测。实验结果表明：该光纤高温加速度传感器在100-1000Hz工作频段具有良好振动响应特性，在常温及800°C高温环境下频率测量相对误差均小于1.56%。
关键词： 光纤F-P、高温、加速度传感器、可调谐激光源、MEMS
更新于2025-11-28 14:23:57
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于取向图案化砷化镓差频产生技术的12.6-15微米中红外光源
摘要： 中红外（mid-IR）波段的可调谐激光源在分子光谱学和痕量气体检测等多种应用中备受关注?；诜窍咝跃逯蟹窍咝云德首坏牟钇挡―FG）技术是实现可调谐中红外激光源的有效方法[1]。在非线性晶体中，取向图案化（OP）砷化镓（GaAs）因其较大的非线性极化率、无双折射特性、宽透光范围（0.9–17 μm）、高热导率以及高激光损伤阈值[2,3]，成为中红外DFG激光源极具吸引力的材料。本文报道了利用OP-GaAs晶体通过DFG方法产生覆盖12.65–15 μm波段的宽调谐中红外辐射。
关键词： 中红外、差频产生、取向图案化砷化镓、可调谐激光源、分子光谱学、痕量气体检测
更新于2025-09-11 14:15:04
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相干光系统中全C波段可调谐激光器的相位噪声特性及EEP噪声
摘要： 我们对一台可调谐激光源进行了相位噪声特性测试，该激光源可在1527.6-1568.36纳米波长范围内调谐至103个信道，各信道间具有50GHz的网格间隔。通过仿真复现实测频率调制（FM）噪声功率谱密度（PSD），以研究相干传输系统中均衡增强相位噪声（EEPN）的影响。仿真采用30Gbaud速率、16正交幅度调制（16QAM）的信道，并使用3%开销的基于导频的载波相位估计方法。通过大量系统仿真，我们展示了不同累积色散的影响。此外，还证明了采用低频相位噪声更低或具有更窄线宽的平坦FM噪声PSD特性的本振（LO），能够克服EEPN相关的性能损失。
关键词： 均衡增强相位噪声、相干系统、激光相位噪声、调频噪声功率谱密度、可调谐激光源
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用镱光纤激光器和宽带种子铒光纤激光器实现近3微米可调谐差频产生
摘要： 各种分子振动能级对应的吸收峰位于中红外（mid-IR）光谱范围内。例如，氢原子与另一种较重元素（如C-H、O-H、N-H）形成的原子间键（构成部分有机和无机分子）的特征吸收峰位于3微米波长附近。工作于该波长的激光源可作为医学应用、非金属材料加工及光谱分析的有效工具[1]。由于有机物质种类繁多且化学成分复杂，研究中红外辐射与各类有机物的相互作用颇具挑战性。采用高功率可调谐波长的激光源能显著简化相关研究难题[2,3]。本研究致力于利用周期极化铌酸锂（PPLN）晶体中泵浦光（1.03微米）与种子光（1.55微米）的单程差频产生技术，研制中红外可调谐激光源（见图1(a)）。分别采用脉冲镱光纤激光器和铒光纤激光器作为泵浦源与种子源，二者均基于MOPA光学方案构建，脉宽约2纳秒，重复频率3兆赫兹。镱激光器平均输出功率达50瓦，是铒激光器最大功率的五倍。这两种光纤激光器差频产生的对应波长位于3微米波段。由于四波混频和拉曼散射效应，种子光在传输光纤中发生显著光谱展宽，从而可获得1.55至1.60微米波段的种子辐射。通过改变PPLN温度可移动种子辐射的选择性参量放大区域，进而实现闲频辐射波长调谐。当PPLN温度从45°C升至110°C时，我们获得了2.9-3.1微米波长范围的闲频调谐（该范围受限于铒激光辐射的光谱宽度）。在整个调谐范围内，闲频辐射功率为5.5-8.0瓦（见图1(b)），相对于镱激光功率的转换效率达15%。虽然无法直接测量中红外辐射光谱，但通过实验测量的放大种子辐射光谱推导得出，归一化计算结果如图1(c)所示。输出中红外辐射的光谱宽度在3分贝半高全宽带宽下达到20-30纳米。
关键词： 可调谐激光源、中红外、差频产生、PPLN晶体、铒光纤激光器、镱光纤激光器
更新于2025-09-11 14:15:04