光纖陀螺用光纖光源新型自動(dòng)溫度控制

光纖是光纖陀螺的核心器件之一。光纖的性能參數(shù)直接決定光纖陀螺的性能。常規(guī)硅芯光纖制造工藝比較成熟,但受限于物理?xiàng)l件,"克爾效應(yīng)"、"瑞利背向散射效應(yīng)"、"法拉第效應(yīng)"和"舒珀效應(yīng)"影響比較大。近年來(lái),基于光子帶隙效應(yīng)的導(dǎo)光機(jī)制與傳輸特性制成的在空氣中傳輸光線的空芯光子帶隙光纖逐漸應(yīng)用在光纖陀螺制造中。介紹空芯光子帶隙光纖的性能特點(diǎn),尤其是相比常規(guī)硅芯光纖的優(yōu)勢(shì);空芯光子帶隙光纖的技術(shù)發(fā)展?jié)摿?展望其在光纖陀螺中的應(yīng)用前景。

系統(tǒng)研究和分析了國(guó)產(chǎn)超輻射發(fā)光二極管(sld)光源的熱敏電阻器的全溫溫度特性。試驗(yàn)和分析結(jié)果表明:不同sld光源內(nèi)的熱敏電阻器特性存在不一致性,而不同廠家的光源之間的這種不一致性更為顯著;部分廠家的sld光源的監(jiān)測(cè)熱敏電阻器與控制熱敏電阻器差異較大,已失去監(jiān)測(cè)價(jià)值;熱敏電阻器與溫度的關(guān)系更接近steinhart-hart方程,而非普遍使用的指數(shù)形式;在中精度光纖陀螺的溫控范圍內(nèi),熱敏電阻器的溫度系數(shù)為435±10ω/℃,而不是普遍認(rèn)為的500ω/℃。該結(jié)果一方面為設(shè)計(jì)數(shù)字化溫度控制方案提供了更為嚴(yán)格的熱敏電阻器的溫度模型,另一方面,細(xì)化了光源溫控精度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),可進(jìn)一步提高溫控效果。

針對(duì)干涉型光纖陀螺,研究了一種新的收發(fā)一體模塊,從對(duì)sld光源建模入手,根據(jù)該模型,設(shè)計(jì)了小型化的光學(xué)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,通過(guò)對(duì)光源發(fā)出的光進(jìn)行擴(kuò)束并準(zhǔn)直來(lái)提高耦合效率,最后,用zemax軟件進(jìn)行了仿真,分別對(duì)光線傳播的軌跡及其能量進(jìn)行了計(jì)算,仿真的結(jié)果證明了設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。這種收發(fā)模塊采用與偏振無(wú)關(guān)技術(shù),體積小、可靠性高。與應(yīng)用較為廣泛的混偏技術(shù)相比,可以有效改善溫度變化、振動(dòng)等因素對(duì)光纖陀螺系統(tǒng)精度的影響,從而提高光纖陀螺的整體性能。

針對(duì)光纖線圈較容易受溫度影響的問(wèn)題,從熱至應(yīng)力的角度,推導(dǎo)了由熱應(yīng)力導(dǎo)致的光纖陀螺的相位差離散數(shù)學(xué)公式,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)四級(jí)對(duì)稱繞法繞制的無(wú)骨架光纖環(huán)建立了有限元模型。結(jié)合光纖陀螺工作環(huán)境的載荷和邊界條件對(duì)其不同溫度下的熱應(yīng)力分布進(jìn)行仿真分析。仿真分析結(jié)果表明,光纖環(huán)內(nèi)側(cè)受到的熱應(yīng)力較大,高低溫下熱應(yīng)力值分別達(dá)到最大和最小,與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符,驗(yàn)證了分析方法與建模的正確性。此研究方法具有通用性,還可用于分析其他繞制方法繞制的光纖環(huán)熱應(yīng)力及溫度的相關(guān)問(wèn)題。

在熔融拉錐法制備保偏光纖耦合器工藝基礎(chǔ)上,對(duì)小尺寸、高溫度穩(wěn)定性保偏光纖耦合器的研制工藝進(jìn)行了研究.采用小火焰設(shè)計(jì)有效縮短了耦合器的封裝尺寸,保偏光纖耦合器幾何尺寸達(dá)到φ3mm×30mm.通過(guò)不同封裝工藝的實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了具有高溫度穩(wěn)定特性的保偏光纖耦合器,器件在全溫變化范圍(-40℃～60℃)內(nèi)分光比變化量小于2%,串音變化量小于3db.

在光纖陀螺shupe誤差數(shù)學(xué)離散公式的基礎(chǔ)上,建立四極對(duì)稱法繞制光纖環(huán)的有限元模型,分析多材料組成下的光纖環(huán)在仿真時(shí)所需的綜合物性參數(shù).結(jié)合光纖陀螺工作環(huán)境的載荷和邊界條件,對(duì)某型光纖環(huán)進(jìn)行數(shù)值仿真,定量分析了光纖陀螺在工作溫度下光纖環(huán)的shupe誤差,驗(yàn)證了模型建立的正確性.在此條件下,分析光纖環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、熱學(xué)參數(shù)和熱擾動(dòng)參數(shù)對(duì)shupe誤差的影響.結(jié)果表明:通過(guò)增加繞制層數(shù),提高導(dǎo)熱系數(shù),合理布置熱源,可以明顯抑制光纖環(huán)的shupe誤差,從而提高光纖陀螺的溫度性能.

為提高光纖耦合器性能穩(wěn)定性,減少其對(duì)光纖陀螺輸出的影響,首先建立了耦合器分光比與各參數(shù)間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,分析了環(huán)境變化對(duì)單模耦合器分光比穩(wěn)定性的影響;其次建立了分光比穩(wěn)定性與光纖陀螺輸出誤差間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)光纖陀螺存在角加速度時(shí),光纖耦合器分光比變化率越大,光纖陀螺輸出誤差越大。當(dāng)分光比變化率△c.r>1.4e-03/s,不到1min即可使光纖陀螺輸出誤差ε>0.001(°)/h,對(duì)中高精度光纖陀螺的輸出準(zhǔn)確度將造成嚴(yán)重影響。提出了降低光纖耦合器分光比變化率的一些方法,對(duì)光纖陀螺的光路設(shè)計(jì)和耦合器的適當(dāng)選取具有較大參考價(jià)值。

利用光纖對(duì)電纜實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)的初探

光纖溫度測(cè)量簡(jiǎn)介 introductiontofiberopticstemperaturemeasurement 什么是光纖？whatisfiberoptics 光纖實(shí)質(zhì)上是光導(dǎo)管。稱為光纖溫度計(jì)的一類傳感器通 常是指那些利用黑體輻射物理學(xué)原理來(lái)測(cè)量較高溫度的 設(shè)備。對(duì)于溫度較低的目標(biāo)（-100°c到400°c），可通 過(guò)光纖鏈路激活各種傳感材料（如熒光材料、半導(dǎo)體或 液晶），借此進(jìn)行測(cè)量，突顯了其在環(huán)保和遠(yuǎn)距離測(cè)量方 面的優(yōu)勢(shì)。 fiberopticsareessentiallylightpipes.thegroupofsensorsknown asfiberopticthermometersgenerallyrefertothosedevices measuringhighertemperatureswhe

適于光纖到家庭的新型光纖：多芯單模光纖

光纖溫度傳感器匯總.-光纖溫度傳感器

光纖溫度傳感器匯總.-光纖溫度傳感器 (2)

提出了利用光纖組束技術(shù)獲得機(jī)載軟殺傷高功率光源的想法。分析了雙包層光纖激光器的工作原理,簡(jiǎn)單介紹了非相干組束的原理和缺陷,重點(diǎn)闡述了并聯(lián)主振蕩相干組束方法及相干組束的優(yōu)勢(shì)。分析表明相干組束光纖激光器是未來(lái)機(jī)載軟殺傷高功率光源的必然選擇。

針對(duì)全數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺,分析階梯波復(fù)位不理想時(shí)對(duì)陀螺標(biāo)度因數(shù)和零偏穩(wěn)定性的影響。在陀螺閉環(huán)系統(tǒng)中加入第二反饋回路,可實(shí)現(xiàn)調(diào)制通道增益自動(dòng)調(diào)整。研究了復(fù)位誤差的解調(diào)原理,在采用積分控制規(guī)律的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)回路的傳遞函數(shù),并分析系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程和穩(wěn)態(tài)誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,加入第二反饋回路可以在不干擾主回路工作情況下,消除復(fù)位誤差,改善陀螺性能。

設(shè)計(jì)了一個(gè)基于tms320lf2407的光纖激光器泵浦源器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的溫控模塊。簡(jiǎn)單介紹了模塊溫度采樣電路和tec制冷驅(qū)動(dòng)器的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理;提出了將自適應(yīng)與模糊控制和pid控制相結(jié)合的思想,闡述了程序的總思路并詳細(xì)描述了模塊的自適應(yīng)模糊pid控制算法;在最后給出了算法的仿真曲線和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明:該模塊不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,且穩(wěn)定性強(qiáng),響應(yīng)靈敏。在13℃～50℃范圍內(nèi),模塊的控溫精度可達(dá)±0.05℃。

電錘是一種常見(jiàn)的電動(dòng)工具,以其獨(dú)特且強(qiáng)大的鉆孔功能和便捷的使用方式廣泛應(yīng)用于建筑和裝飾等工程領(lǐng)域。特別是在室內(nèi)外懸掛安裝工程等方面更是不可或缺。然而,在電錘的使用過(guò)程中卻經(jīng)常發(fā)生一些傷人事故,嚴(yán)重地威脅作業(yè)人員的人身安全。例如在鋼筋混凝土鉆孔作業(yè)時(shí),一旦鉆頭遇到鋼筋突然卡住,扭矩瞬間加大,致使錘身發(fā)生反轉(zhuǎn)而扭傷作業(yè)人員的手臂,輕者會(huì)造成作業(yè)人員軟組織扭傷,重者則會(huì)讓作業(yè)人員的骨折乃至有生命危險(xiǎn)。因此,電錘的安全性就成為電錘設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

分析了光纖陀螺用探測(cè)器模塊在輻照條件下的失效模式,針對(duì)元器件的材料、結(jié)構(gòu)、表面處理等方面提出了抗輻射的設(shè)計(jì)方案,測(cè)試了采用該方案設(shè)計(jì)的探測(cè)器模塊的參數(shù)隨輻照的變化情況,結(jié)果表明模塊的抗輻照效果明顯,能夠滿足探測(cè)器組件抗輻射的要求。

為優(yōu)化雙程后向結(jié)構(gòu)的摻鉺光源,分析了光纖長(zhǎng)度、泵浦功率和溫度的變化對(duì)光源平均中心波長(zhǎng)的影響,初步確定了摻鉺光纖長(zhǎng)度的優(yōu)化范圍,并在全溫度范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)選用的980nm泵浦源電流為110ma,摻鉺光纖的長(zhǎng)度為12.5m,該裝置的輸出功率為13.26mw,光源的平均波長(zhǎng)穩(wěn)定性為0.6℃-1。通過(guò)建立光譜分布優(yōu)化仿真模型,實(shí)現(xiàn)輸出光譜的近高斯分布,3db帶寬達(dá)到32nm。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后得到的摻鉺光纖光源具有輸出功率高、平均波長(zhǎng)穩(wěn)定性好、輸出光譜呈高斯分布等優(yōu)勢(shì),是高精度光纖陀螺的理想光源。

雙干涉光纖陀螺是一種新型光纖陀螺,可加倍sagnac信號(hào),具有輕小型、高信噪比的優(yōu)點(diǎn).為改善雙干涉光纖陀螺光纖環(huán)的溫度性能,針對(duì)其光路建立了光纖環(huán)溫度致非互易誤差模型,仿真分析了光纖環(huán)中90°熔點(diǎn)位置對(duì)溫度致非互易誤差的影響,提出了將90°熔點(diǎn)置于光纖環(huán)中點(diǎn)時(shí)陀螺的溫度致非互易誤差將顯著減小,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析相符.結(jié)果表明將90°熔點(diǎn)置于光纖環(huán)中點(diǎn)可使雙干涉光纖陀螺的溫度致非互易誤差降低為原來(lái)的1/400.

目前彈載慣性測(cè)量組合測(cè)試標(biāo)定精度受外界干擾影響較大,特別是光纖陀螺溫度穩(wěn)定性低,易受環(huán)境溫度影響參數(shù)變化,導(dǎo)致誤差補(bǔ)償效果不好。針對(duì)該問(wèn)題,提出設(shè)計(jì)一種光纖陀螺旋轉(zhuǎn)慣性測(cè)量組合。在慣性測(cè)量組合外加旋轉(zhuǎn)軸,在導(dǎo)彈飛行過(guò)程中使慣性測(cè)量組合繞旋轉(zhuǎn)軸連續(xù)旋轉(zhuǎn),將射前補(bǔ)償不完全誤差調(diào)制為周期項(xiàng),從而達(dá)到誤差自補(bǔ)償?shù)男Ч?。理論分析和仿真結(jié)果表明,通過(guò)旋轉(zhuǎn)不僅能自動(dòng)補(bǔ)償與轉(zhuǎn)軸垂直方向慣性儀表的常值誤差和部分安裝誤差,而且能補(bǔ)償加速度計(jì)部分一次項(xiàng)誤差、二次項(xiàng)誤差和部分交叉軸耦合項(xiàng)誤差,選擇合適的旋轉(zhuǎn)方案還可以完全消除旋轉(zhuǎn)速度與陀螺儀標(biāo)度因數(shù)誤差、安轉(zhuǎn)誤差的耦合誤差。

新型少模光纖和多芯光纖的特性及應(yīng)用研究 互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)當(dāng)前光通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量造成了巨大 挑戰(zhàn),單模光纖的傳輸容量達(dá)到100tb/s已經(jīng)接近香農(nóng)定理的傳輸極限。受到非 線性效應(yīng)的制約,以單模光纖為骨干的光通信網(wǎng)絡(luò)正面臨嚴(yán)峻的傳輸瓶頸問(wèn)題。 空分復(fù)用技術(shù)作為下一代高速大容量光通信系統(tǒng)的可行方案引起了廣泛關(guān)注。作 為實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用技術(shù)的少模光纖和多芯光纖,其特性及應(yīng)用更是受到重點(diǎn)研究。 本文在實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國(guó)家973項(xiàng)目、863項(xiàng)目及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支 持下,對(duì)新型少模光纖和多芯光纖的模式特性及應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)研究,取得如下 的研究成果:(1)總結(jié)了少模光纖在模分復(fù)用系統(tǒng)中及新型光器件中的發(fā)展及應(yīng) 用,利用光波導(dǎo)理論對(duì)少模光纖中的模式特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,并對(duì)橢圓芯少模 光纖中的模式特性進(jìn)行了研究。闡述了利用mcvd法制作特種光纖的基本步驟, 利用實(shí)

fttx是光通信發(fā)展的必然趨勢(shì),也是當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最大推動(dòng)力。fttx用光纜根據(jù)其在網(wǎng)絡(luò)中的不同位置,總體上可劃分為饋線光纜、配線光纜、入戶光纜。對(duì)這三類光纜的特點(diǎn)、典型的結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)展分別進(jìn)行了介紹。此外,具有優(yōu)異彎曲性能的g.657光纖是ftth系統(tǒng)的核心產(chǎn)品之一,對(duì)其國(guó)內(nèi)外技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展也進(jìn)行了對(duì)比分析。