检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2401-2411页

作者：史昕哲祝静刘晓飞王帅祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学光电测量技术北京市重点实验室北京100192 广州南沙紫溪智能感知研究院广州南沙511462 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

挥发性有机物(VOCs)污染防治是国家环境保护和人群健康防护的迫切需求,吸附法被认为是最有效的VOCs处理方法之一。当前吸附机理认知存在局限性,阻碍了其工业应用,探明微观吸附机理是实现高效处理VOCs急需解决的关键问题。现有常规微观... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)污染防治是国家环境保护和人群健康防护的迫切需求,吸附法被认为是最有效的VOCs处理方法之一。当前吸附机理认知存在局限性,阻碍了其工业应用,探明微观吸附机理是实现高效处理VOCs急需解决的关键问题。现有常规微观吸附特征表征方法无法直接实时监测超快吸附现象,需要不断发展新理论、新技术。近年来,太赫兹波在表征吸附过程方面展现出巨大潜力:吸附过程中弱相互作用(范德华力、氢键)的振动模式均在太赫兹波段,化学键断裂与生成引起的表界面移动载流子变化随浓度不同太赫兹响应特征不同,利用太赫兹波谱光学参量(吸收峰、幅值、波形等)在表征吸附特征方面取得了重要进展。吸附过程中化学键的断裂、生成均在皮秒量级,太赫兹波因时间分辨率局限性无法直接获取亚飞秒时间尺度下的有效信息。太赫兹时间分辨光谱在超快过程监测领域的不断突破,在时间尺度上满足了探究超快吸附过程的需求,为揭示微观吸附机理奠定了基础。详细介绍了吸附特征太赫兹波谱表征与评价的研究进展,总结了近几年太赫兹时间分辨光谱在表征超快过程方面的突破性研究,最后提出了太赫兹时间分辨光谱在超快吸附领域的发展方向和面临的主要挑战。

关键词：挥发性有机物吸附太赫兹时间分辨光谱微观机理

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低损耗超声波金属化光纤布拉格光栅传感特性研究

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 159-165页

作者：田婧祝连庆姚霁峰宋言明张钰民北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 现代测控技术教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192

传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低... 详细信息

传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低损耗表贴式金属化封装结构,并研究了其温度和应变传感特性。结果表明:采用超声波焊接法进行金属化封装对FBG造成的传输损耗仅为0.04dB,封装后FBG传感器的温度灵敏度系数为26.44pm/℃,应变灵敏度系数为1.18 pm/με,温度和应变传感拟合R-Squared均达到0.9996以上。可见,采用超声波焊接法能够实现结构简单、传感性能可靠的低损耗金属化FBG温度和应变传感器的制作。

关键词：光纤布拉格光栅金属化封装超声波焊接低损耗传感特性

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基于双金属结构的光纤光栅温度不敏感滤波器

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红外与激光工程 2023年第3期52卷 314-321页

作者：廖晶晶祝连庆宋言明辛璟焘吕峥北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

为提高光纤陀螺宽谱光源的平均波长稳定性,提出了一种用60μm超短光纤光栅制作带宽11.77 nm温度不敏感滤波器的方法。利用金属材料的热膨胀系数差,设计了双金属温度补偿结构,能够随温度的升高/降低对光纤光栅压缩/拉伸,有效地补偿光纤... 详细信息

为提高光纤陀螺宽谱光源的平均波长稳定性,提出了一种用60μm超短光纤光栅制作带宽11.77 nm温度不敏感滤波器的方法。利用金属材料的热膨胀系数差,设计了双金属温度补偿结构,能够随温度的升高/降低对光纤光栅压缩/拉伸,有效地补偿光纤光栅由热光效应引起的波长变化。在30~60℃的温度范围内,光纤光栅的温度灵敏度系数为0.15 pm/℃,较未补偿前降低了60倍以上。该结构具有较好的温度不敏感性,可作为光源滤波器提高光源的平均波长稳定性并有望用于高精度光纤陀螺。

关键词：光纤陀螺光源光纤光栅滤波器双金属结构温度补偿

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不同环境氛围高温再生光纤光栅温度特性研究

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红外与激光工程 2023年第11期52卷 270-277页

作者：孙亚丽田婧张钰民姚霁峰吕峥祝连庆北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 现代测控技术教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192

环境氛围对再生光纤光栅的温度特性有直接影响,文中将不同的环境氛围引入高温再生光纤光栅的制作过程,分析了850℃高温退火温度下光栅中心波长随时间的演化规律,获取了种子光栅擦除与再生光栅的生长特点。以紫外激光刻写的光纤光栅作为... 详细信息

环境氛围对再生光纤光栅的温度特性有直接影响,文中将不同的环境氛围引入高温再生光纤光栅的制作过程,分析了850℃高温退火温度下光栅中心波长随时间的演化规律,获取了种子光栅擦除与再生光栅的生长特点。以紫外激光刻写的光纤光栅作为种子光栅,光纤涂覆层为聚酰亚胺,对比分析空气和氮气作为环境氛围的再生光纤光栅的性能。两种再生光纤光栅的反射率相差不大,然而在350~750℃升降温循环下,氮气环境氛围下的再生光纤光栅具有较好的温度稳定性,在700℃时其测温精度可达±2.9℃。氮气环境氛围条件下制备的再生光纤光栅有助于提升其稳定性及测量精度,在高温测量领域具有潜在的应用前景。

关键词：再生光纤光栅环境氛围高温退火稳定性重复性

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光纤光栅传感器在遥感相机强振动环境监测系统的应用

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红外与激光工程 2024年第11期53卷 160-174页

作者：刘朋朋吴俊丁锴铖辛璟焘吕峥孙世君北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为验证光纤光栅传感器在强振动环境下对遥感相机进行多点分布式测量的可行性及精度,实现光纤布拉格光栅(FBG)在空间遥感器振动传感领域的应用。首先对光学遥感相机构建有限元仿真模型,进行模态分析、振动响应分析。设计实施了系统级装... 详细信息

为验证光纤光栅传感器在强振动环境下对遥感相机进行多点分布式测量的可行性及精度,实现光纤布拉格光栅(FBG)在空间遥感器振动传感领域的应用。首先对光学遥感相机构建有限元仿真模型,进行模态分析、振动响应分析。设计实施了系统级装机环境下光纤光栅传感器与相机不同部位、形式、材料的连接工艺,提出一种使用光纤光栅传感器对遥感相机进行单光纤多点分布测量的试验方法,开展正弦振动和随机振动试验。经光纤光栅传感器测量结果与标准压电式振动传感器测量结果的对比,正弦振动加速度响应测量的最大误差为3.25%,随机振动均方根加速度响应测量的最大误差为3.14%,测量值吻合良好,拟合精度均达到0.99;仿真分析结果与测量结果的拟合精度达到0.97,具有较好的一致性。可见,光纤光栅传感器在强振动环境下对相机进行多点分布式加速度测量的精度高、可行,满足系统监测要求,为光纤光栅传感在空间遥感器强振动响应的高精度测量应用提供借鉴。

关键词：光纤布拉格光栅多点分布强振动遥感相机仿真模型试验验证

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基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调技术综述

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物理学报 2022年第9期71卷 166-179页

作者：李科董明利袁配鹿利单孙广开祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

基于阵列波导光栅的光子集成解调技术是硅光领域的研究热点和难点.相比传统解调方法,基于阵列波导光栅的光子集成解调技术因其解调精度高、解调速度快、封装体积小等优势,在光纤布拉格光栅的高速、高精度解调上具有明显优势.近年来,随... 详细信息

基于阵列波导光栅的光子集成解调技术是硅光领域的研究热点和难点.相比传统解调方法,基于阵列波导光栅的光子集成解调技术因其解调精度高、解调速度快、封装体积小等优势,在光纤布拉格光栅的高速、高精度解调上具有明显优势.近年来,随着光子集成技术的发展,各科研院所和相关机构对阵列波导光栅的光子集成解调法进行了广泛深入的研究与优化.本文通过介绍阵列波导光栅工作原理及基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅波长解调原理,结合基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调仪在材料体系和系统性能两个方面的重要进展,归纳了基于阵列波导光栅的解调仪的典型应用场景,从新材料、系统集成和规模化三方面对光纤布拉格光栅解调系统的未来发展提出针对性建议,为基于阵列波导光栅的光子集成解调技术的研究发展提供参考.

关键词：光纤布拉格光栅波长解调阵列波导光栅光子集成回路

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高轨遥感卫星光轴指向误差夹角测量系统标定方法研究

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仪器仪表学报 2023年第5期44卷 160-166页

作者：李悦昕祝连庆张旭辛璟焘庄炜北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京市光电测试技术重点实验室北京100192

针对空间环境应用中航天器结构形变夹角测量系统因系统误差导致测量精度较低的问题,提出一种基于自准直对比系统的夹角测量系统标定方法。通过该方法对夹角测量仪进行标定后得到标定系数,并应用仿真数据对系数进行验证。验证结果表明,... 详细信息

针对空间环境应用中航天器结构形变夹角测量系统因系统误差导致测量精度较低的问题,提出一种基于自准直对比系统的夹角测量系统标定方法。通过该方法对夹角测量仪进行标定后得到标定系数,并应用仿真数据对系数进行验证。验证结果表明,夹角测量系统量程可达到±25′,测量分辨率可达到0.1″。使用标定后的夹角测量系统进行角度检测,并将测量结果与自准直仪进行对比。结果表明,该标定方法简单方便精准度高,计算测量结果与标准值的差值的绝对值,夹角测量仪测量精度达到±0.2″,标定后夹角测量仪精度满足卫星使用要求,该方法的应用将为卫星在轨结构微形变研究提供技术支撑。

关键词：夹角测量系统角度标定自准直法航天器结构型变

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光纤光栅链路反射谱强度自适应解调

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 235-242页

作者：秦根朝孟凡勇李红庄炜董明利北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

针对解调仪单通道多光栅反射谱强度差异过大,导致无法有效寻峰或寻峰误差增大的问题,提出了利用不同曝光周期多次曝光解调的方法调整峰值,根据光谱数据直方图来确定寻峰阈值。分析了谱峰峰值对寻峰稳定性的影响,建立了曝光周期、寻峰阈... 详细信息

针对解调仪单通道多光栅反射谱强度差异过大,导致无法有效寻峰或寻峰误差增大的问题,提出了利用不同曝光周期多次曝光解调的方法调整峰值,根据光谱数据直方图来确定寻峰阈值。分析了谱峰峰值对寻峰稳定性的影响,建立了曝光周期、寻峰阈值自适应调整规则,用LabVIEW软件实现了自适应寻峰解调算法。通过实际光纤光栅传感器测试,可完成差异过大反射光谱的自动曝光和寻峰解调处理,在保证寻峰稳定性的前提下,有效提高了谱峰识别数量、解调系统自适应能力和工作可靠性。通过实验发现,谱峰峰值在光强饱和值70%~90%范围内寻峰稳定性最高,寻峰得到的中心波长标准差在0.5 pm以内,稳定性比单次曝光解调提高了50%,程序运行时间在100 ms以内,可以实现快速解调。

关键词：光纤传感光谱强度曝光周期寻峰阈值自适应解调算法

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预写入标尺实现光纤光栅布拉格波长精确控制

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中国激光 2022年第6期49卷 93-99页

作者：庄炜辛璟焘张旭李红祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

为提高光纤布拉格光栅(FBG)中心波长的刻写精度,提出了一种基于预写入标尺的FBG波长控制方法,并建立了预写入标尺波长与目标波长之间的关系。预写入标尺指的是在正式刻写指定波长(λ;)的FBG前预先刻写的弱FBG。首先,使用单个低能脉冲照... 详细信息

为提高光纤布拉格光栅(FBG)中心波长的刻写精度,提出了一种基于预写入标尺的FBG波长控制方法,并建立了预写入标尺波长与目标波长之间的关系。预写入标尺指的是在正式刻写指定波长(λ;)的FBG前预先刻写的弱FBG。首先,使用单个低能脉冲照射受一定预紧力作用的光纤,使之形成一个微弱但可测得反射峰的弱FBG,其反射中心波长为λ;接着撤去预紧力,测得松弛后的弱FBG的反射中心波长为λ;然后根据FBG中心波长漂移与受力大小的变化关系计算得到λ;,改变预紧力使FBG的反射波长变为λ;最后用高能量脉冲完成FBG的刻写,此时,松弛后的FBG的反射中心波长应为指定波长λ;。用预写入标尺法刻写了6种不同波长的FBG,FBG中心波长的刻写值与理论值的一致性较好,FBG刻写波长的误差均值为0.007nm,误差标准差为0.029nm。此方法实施简单,稳定可靠,能有效提高FBG中心波长的刻写精度。

关键词：光栅准分子激光预写入标尺波长控制

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基于粗波分复用的40Gbit/s四通道光模块设计

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光通信研究 2025年

作者：王福森周哲海万基茂张东旭北京信息科技大学光电测量技术与仪器教育部重点实验室北京航天时代光电科技有限公司

【目的】在当今数字化时代，网络业务快速发展，人们对网络带宽需求不断增长。我国地域广袤，在西部部分城市早期铺设的光缆芯数有限，难以满足海量数据的传输需求。而当前国内40Gbit/s 光模块存在光纤利用率低和成本高的问题，给运营... 详细信息

【目的】在当今数字化时代，网络业务快速发展，人们对网络带宽需求不断增长。我国地域广袤，在西部部分城市早期铺设的光缆芯数有限，难以满足海量数据的传输需求。而当前国内40Gbit/s 光模块存在光纤利用率低和成本高的问题，给运营企业带来负担。【方法】为了解决这一需求，本文提出了基于粗波分复用（Coarse Wavelength Division Multiplexer，CWDM）技术的40Gbit/s四通道光模块的解决方案，大幅降低光网络建设的成本，显著提高光纤的利用率。介绍了40Gbit/s四通道光模块的基本原理和结构框图，分析了光模块的硬件原理图的设计和PCB Layout，使用高频结构仿真（High Frequency Structure Simulator，HFSS）软件对光模块每个通道的高速差分输入信号线和输出信号线进行了S参数仿真和时域反射计（Time Domain Reflectometer，TDR）仿真。【结果】该光模块每个通道在10Gbit/s的通信速率下的差分回波损耗低于-10dB、差分插入损耗低于1dB、差分TDR阻抗满足要求，确保了信号的完整性与准确性。【结论】常温下对光模块进行测试，实验结果表明光模块各通道光眼图均满足IEEE802.3ba标准，接收端四个通道的误码率均小于等于10-12级别，光模块的误码率满足设计要求；对光模块4个通道的接收灵敏度进行测量，所有通道的接收灵敏度满足小于-10dBm要求。

关键词： CWDM技术 40Gbit/s 光收发模块单模光纤传输 4通道

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