磁致伸缩光纤弱磁场传感器技术

利用磁致伸缩效应设计的光纤相位干涉型直流弱磁场传感器具有灵敏度高、结构简单、体积小、制作方便等优点,能满足磁探测、磁引信的对磁场传感的要求,在弱磁场测量方面也存在着广泛的应用。磁致伸缩光纤弱磁场传感器通常采用Mach—Zehnder干涉仪原理制作,传感器的传感臂和参考臂由两单模光纤组成,传感臂的光纤上粘合一段磁致伸缩材料作为传感头,当被测静态磁场与交变调制磁场共同作用于传感头时,磁致伸缩材料所产生的纵向应变将导致光纤中的光相位变化,利用相位检测装置就可得出被测磁场的大小。本文综述了磁致伸缩光纤弱磁场传感器技术的发展过程,介绍了传感器系统以及其传感原理和工作原理,指出了目前还存在的问题。     

唯物史观视域中的历史虚无主义

介绍了光纤光栅激光传感器的传感机理和信号的解调算法,设计并实现了一种基于LabView光纤传感检测系统。实验得出该传感检测系统成功解调传感器被测信号,系统噪声达10-6 pm/[KF（]Hz[KF）],动态范围达到了120 dB@100 Hz,线性度达到了0.999 9。结果表明：该检测系统性能可靠,可对光纤光栅传感器信号进行实时的解调。     

单个LPFG实现溶液温度和折射率测量的两种方法

长周期光纤光栅(LPFG)具有不同损耗峰,对外界环境表现出不同的灵敏度;一个损耗峰近似线性区的光强对数值与外界环境参量均具有线性关系,并且折射率在一定范围内时损耗峰中心波长与外界环境参量同样具有线性关系。本文提出两种单个光纤光栅进行温度和折射率同时测量的方法,长周期光纤光栅透射谱的两个不同阶次的损耗峰具有不同的温度和折射率灵敏度;一个损耗峰的近似线性区内光强对数值和其损耗峰同样具有不同的温度折射率灵敏度。利用这两种谱特性实现单个光栅双参数测量。对长周期光纤光栅的光谱进行理论分析和数值仿真,证实了这两种方法的可行性。单个长周期光纤光栅作为传感器较其他结构复杂的传感器的灵敏度相对较低,由于其解调简单、成本低廉、体积小巧,具有很好的应用前景。     

光纤FBG光栅传感测试技术研究及其应用

与其他传感技术相比，光纤光栅传感有其独特的优点。现介绍光纤光栅传感器的工作原理及应用现状，并对光纤光栅传感的研究热点进行了讨论。     

磁场调谐的啁啾光纤光栅延迟线

利用Tb0.3Dy0.7Fe1.95的磁致伸缩特性调谐线性啁啾光纤光栅延迟线,将中心反射波长1550nm,啁啾系数2.58nm/cm,长度60mm,3dB带宽15.48nm的线性啁啾光纤光栅两端牢固地粘在长度为70mm、直径为8mm的磁致伸缩棒上,并置于一个均匀线圈磁场中,当线圈电流从0A增加到2A时,粘在磁致伸缩棒上的线性啁啾光纤光栅受到轴向应变,反射谱向长波长方向平移了1.6nm,实现最大60ps的时延调谐量,这种装置可以使阵元间隔为0.006m的四阵元光控相控阵雷达系统工作在25GHz时,实现0°～90°的扫描。     

电力电缆护套环流磁光效应传感器仿真设计

对电力电缆护套环流进行监测在电力电缆的安全稳定运行方面有着重要作用。为此,提出了一种基于法拉第磁光效应的光纤传感器,该传感器通过检测电流所引起的周围磁场的变化来测量电力电缆护套环流。根据光纤传感器原理设计了环型、双螺线管型、U型螺线管型3种磁光效应传感器传感头结构,采用ANSYS仿真软件对其进行磁场仿真研究。结果表明:闭合环路积分结果近似相等,导线和光路之间的相对位置改变并不影响检测结果。双螺线管型与U形螺线管型的法拉第旋转角远大于环型,设计的螺线管型与U形螺线管型传感头相较于环型传感头的灵敏度大大提高。     

均匀光纤Bragg光栅组成的摩尔光栅特性

本文利用矩阵分析法系统地分析了光栅参数对均匀光纤Bragg光栅组成的摩尔光栅特性的影响.折射率调制幅度影响光栅反射峰值的大小,光栅长度及中心波长差决定光栅反射带的个数.数据模拟的结果表明,它可能适用于光波分复用系统.     

高灵敏度、高分辨率分布式光纤应力传感器研究

描述了分布式光光纤应力传感系统的近期发展及其应用。介绍一种分布式光纤应力传感器系统，该系统基于保偏光纤受外力扰动时模式耦合系数与外力大小有关的原理，采用偏振耦合干涉定位确定受力大小与空间位置方法，分析了系统的定位原理与测力大小原理以及光源、偏振器件等对系统灵敏度与分辨率的影响。系统采用ＳＬＤ作光源，质子交换ＬｉＮｂＯ３波导作偏振器件，在１．３ μｍ波长条件下，获得的应为灵敏度优于５％，空间分辨率小于１０ｃｍ。     

长周期光纤光栅研究现状分析

光纤光栅在光纤通信和光纤传感等领域有着广泛的应用,其中长周期光纤光栅是近年来光纤光栅研究领域的热点之一．该文在总结长周期光纤光栅研究现状的基础上,着重介绍了高频CO2激光脉冲写入长周期光纤光栅的新方法。     

任意偏置磁场中微波静磁波传播特性

研究了任意倾斜的直流偏置磁场作用下磁光薄膜中激发的微波静磁波传播规律,为下一步分析基于静磁波的磁光Bragg器件衍射性能提供基础。计算了YIG薄膜中传播的静磁正向体波特性,结果表明:在倾斜偏置磁场中沿不同方向激发的静磁波具有不同的辐射阻抗,这与垂直磁化情形明显不同;适当倾斜偏置磁场可降低静磁波的插入损耗,从而可增强静磁波对导波光的衍射效应。     

抛物线平方变迹光纤光栅中布拉格亮孤子传输特性的数值研究

本文在耦合模理论的基础上,运用有限差分法数值模拟了布拉格亮孤子在抛物线平方变迹光纤光栅中的传输特性．结果表明,输入功率和初始脉宽等初始条件的不同将导致孤子峰值强度的周期变化;合适选择输入功率和初始脉宽,可使光孤子在变迹光纤光栅中稳定传输．孤子在传输过程中始终受到抛物线平方变迹布拉格光栅的制约．     

光子晶体光纤及在光纤光栅中的应用

从光子晶体光纤(PCF)与普通光纤在光纤结构上的差异出发,简要分析了PCF的导光原理与单模特性,探讨了基于PCF的光纤光栅的稳定性,基于聚合物填充多孔光纤的长周期光纤光栅的温度调谐性能,以及纯结构性非光敏纤芯长周期光子晶体光纤光栅的原理.从一个方面说明了光子晶体光纤的潜在应用.     

测试光谱强度推算光栅透过率函数

本文采用测光谱强度推算透过率的方法,对光栅光强透过率分布规律进行了研究。文章列举了几种振幅光栅的母板、复制品、正弦光栅及其复制品的测量数据和推算结果,并引出若干值得进一步探讨的问题。     

含磁性金属纤维的多层雷达吸波材料的设计

提出了一种设计多层雷达吸波材料的方法。在使用普通的损耗材料进行设计时,很难在低频段获得较低的反射率。磁性金属纤维在低频段比普通损耗材料具有更大的磁导率,此前还没有包含磁性金属纤维的吸波材料的设计。文中的设计将磁性纤维作为一层,其他层由普通的损耗材料构成,利用设计的一个程序对这几层材料的参数和厚度进行了优化,该程序利用了改性的遗传算法。得到的结果显示出反射率在低频段有了明显的改善(-8dB对比普通设计的-3dB)。此设计提供了一种获得优良吸波材料的方法。     

熔锥光纤定向耦合理论

提出了一种分析熔锥光纤定向耦合器及其衍生器件的新数理模型。通过把基模场的高斯理论发展到双包层光纤,并采用正态分布函数来描述耦合区的几何形态,较为完善清晰地反映了模场及边界的渐变特性。导出了本地标量场耦合系数的简洁解析式及其矢量修正式。具体器件的理论计算与实验相符较好。     

长直螺线管中的交变磁场

长直螺线管中变化的磁场是产生涡旋电场的源，涡旋电场也将反作用于磁场．在一般情况下，磁场的分布不是均匀的。文中指出了一般教材中假定磁场均匀分布的条件，推导出了一般情况下的磁场分布曲线，并进一步讨论了交变电磁场用频率及导休时磁场分布的影响。     

基于功能梯度磁电复合材料的新型自偏置磁传感器

文章采用超磁致伸缩材料Terfenol-D(Tb0.37Dy0.63Fe2)、金属玻璃Metglas 2605SA1和压电材料PZT(Pb(Zr, Ti)O3)，设计了一种基于功能梯度磁电复合材料的新型自偏置磁传感器.利用Metglas和Terfenol-D之间的磁导率和矫顽力差异产生较强的磁化梯度，打破原有的平衡状态，导致内建磁场产生，进一步提高了零偏置磁场下磁致伸缩材料的压磁系数和磁电响应.实验结果表明：该传感器获得了较高的低频和高频零偏置磁电电压系数，分别达到9.14 mV/Oe和572 mV/Oe，并且谐振磁电电压输出和激励交变磁场之间呈线性变化关系.该自偏置磁传感器避免了传统磁电传感器对偏置磁场的依赖，具有制作简单、成本低、体积小，无需偏置磁场以及灵敏度高等优点.     

静磁场作用下的水的性质改变

通过实验研究了静磁场作用下对水粘度、电导率和接触角的变化。结果表明,在静磁场作用下,水的粘度随磁场作用时间的增长而降低;同时,磁场强度越大,粘度降低得越快。水的电导率随磁场作用时间的增加而增加;水在铜表面上接触角减小了大约0.4°,在石墨表面接触角减小了大约2.4°。并得到了水在磁场作用下,发生上述性质改变的原因在于磁场影响了水中的氢键。