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基于二阶保偏光纤Sagnac环光纤激光器的振动检测研究

周锐 张菁 忽满利 冯忠耀 高宏 杨扬 张敬花 乔学光

基于二阶保偏光纤Sagnac环光纤激光器的振动检测研究

周锐, 张菁, 忽满利, 冯忠耀, 高宏, 杨扬, 张敬花, 乔学光
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  • 提出了一种可用于振动检测的新型光纤光栅传感技术. 用偏振控制器和高双折射保偏光纤构建成Sagnac环, 结合掺铒光纤、单模光纤和隔离器, 形成了单波长光纤激光器, 由粘有光纤Bragg光栅的悬臂梁作为传感探头, 并利用Sagnac环本身的线性边缘, 解调振动信号. 阐述了Sagnac环原理及其产生的边缘效应, 并进行了数值模拟计算, 对振动信号进行了检测实验, 检测系统从L1到L1+L2之间对应的周期可调, 灵敏度高达38.2 W/nm, 线性度为0.9996, 动态范围在4070 dB, 可满足振动传感检测的技术参数要求.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60727004, 61077060)、国家863计划(批准号: 2007AA03Z413, 2009AA06 Z203)、教育部科技创新工程重大项目(批准号: Z08119)、科技部国际科技合 作项目(批准号: 2008CR1063)、陕西省重大科技创新项目(2009ZKC01-19, 2008ZDGC-14)和西北大学研究生创新教育项目(批准号: 09YZZ53)资助的课题.
    [1]

    Sun Q Z, Liu D M, Wang J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5903 (in Chinese) [孙琪真, 刘德明, 王健 2007 物理学报 56 5903]

    [2]

    Garcia-Souto J A, Lamela-Rivera H 2006 Opt. Express 14 9679

    [3]

    Wang Y P, Rao Y J, Ran Z L, Zhu T 2003 Acta Phys. Sin. 52 1432 (in Chinese) [王义平, 饶云江, 冉曾令, 朱涛 2003 物理学报 52 1432]

    [4]

    Qiao X G, Jia Z A, Fu H W, Li M, Zhou H 2004 Acta Phys. Sin. 53 494 (in Chinese) [乔学光, 贾振安, 傅海威, 李明, 周红 2004 物理学报 53 494]

    [5]

    Xue L F, Zhao Q D, Liu J G, Guo T, Huang G L, Liu L H 2006 Acta Phys. Sin. 55 2804 (in Chinese) [薛力芳, 赵启大, 刘建国, 郭团, 黄桂岭, 刘丽辉 2006 物理学报 55 2804]

    [6]

    Zhang J L, Yu C X, Wang K R, Zhao D X, Lin M M, Li C 2009 Acta Phys. Sin. 58 3988 (in Chinese) [张锦龙, 余重秀, 王葵如, 赵德新, 林妹妹, 李成 2009 物理学报 58 3988]

    [7]

    Zhang C, Rao Y J, Jia X H, Chang L, Ran Z L 2010 Acta Phys. Sin. 59 5523 (in Chinese) [张 超, 饶云江, 贾新鸿, 苌亮, 冉曾令 2010 物理学报 59 5523]

    [8]

    Jiang Y 2009 Advanced Optical Fiber Sensing Technology (Beijing: Science Press) p8 (in Chinese) [江毅 2009 高级光纤传感技术 (北京: 科学出版社) 第8页]

    [9]

    Chung S, Kim J, Yu B, Lee B 2001 IEEE Phot. Technol. Lett. 13 12

    [10]

    Wang J, Zheng K, Peng J, Liu L, Li J, Jian S 2009 Opt. Express 17 10573

    [11]

    Feng C X 2009 MS Dissertation (Beijin: Beijing Jiaotong University) (in Chinese) [冯彩霞 2009 硕士学位论文 (北京: 北京交通大学)]

    [12]

    Wang J, Zheng K, Li J, Liu L S, Chen G X, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 7695 (in Chinese) [王静, 郑凯, 李坚, 刘利松, 陈根祥, 简水生 2009 物理学报 58 7695]

    [13]

    Yan F P, Mao X Q, Wang L, Fu Y J, Wei H, Zheng K, Gong T R, Liu P, Tao P L, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 6295 (in Chinese) [延凤平, 毛向桥, 王琳, 傅永军, 魏 淮, 郑凯, 龚桃荣, 刘鹏, 陶沛琳, 简水生 2009 物理学报 58 6295]

    [14]

    Lim K S, Pua C H, Harun S W, Ahmad H 2010 Opt. Laser Technol. 42 377

  • [1]

    Sun Q Z, Liu D M, Wang J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5903 (in Chinese) [孙琪真, 刘德明, 王健 2007 物理学报 56 5903]

    [2]

    Garcia-Souto J A, Lamela-Rivera H 2006 Opt. Express 14 9679

    [3]

    Wang Y P, Rao Y J, Ran Z L, Zhu T 2003 Acta Phys. Sin. 52 1432 (in Chinese) [王义平, 饶云江, 冉曾令, 朱涛 2003 物理学报 52 1432]

    [4]

    Qiao X G, Jia Z A, Fu H W, Li M, Zhou H 2004 Acta Phys. Sin. 53 494 (in Chinese) [乔学光, 贾振安, 傅海威, 李明, 周红 2004 物理学报 53 494]

    [5]

    Xue L F, Zhao Q D, Liu J G, Guo T, Huang G L, Liu L H 2006 Acta Phys. Sin. 55 2804 (in Chinese) [薛力芳, 赵启大, 刘建国, 郭团, 黄桂岭, 刘丽辉 2006 物理学报 55 2804]

    [6]

    Zhang J L, Yu C X, Wang K R, Zhao D X, Lin M M, Li C 2009 Acta Phys. Sin. 58 3988 (in Chinese) [张锦龙, 余重秀, 王葵如, 赵德新, 林妹妹, 李成 2009 物理学报 58 3988]

    [7]

    Zhang C, Rao Y J, Jia X H, Chang L, Ran Z L 2010 Acta Phys. Sin. 59 5523 (in Chinese) [张 超, 饶云江, 贾新鸿, 苌亮, 冉曾令 2010 物理学报 59 5523]

    [8]

    Jiang Y 2009 Advanced Optical Fiber Sensing Technology (Beijing: Science Press) p8 (in Chinese) [江毅 2009 高级光纤传感技术 (北京: 科学出版社) 第8页]

    [9]

    Chung S, Kim J, Yu B, Lee B 2001 IEEE Phot. Technol. Lett. 13 12

    [10]

    Wang J, Zheng K, Peng J, Liu L, Li J, Jian S 2009 Opt. Express 17 10573

    [11]

    Feng C X 2009 MS Dissertation (Beijin: Beijing Jiaotong University) (in Chinese) [冯彩霞 2009 硕士学位论文 (北京: 北京交通大学)]

    [12]

    Wang J, Zheng K, Li J, Liu L S, Chen G X, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 7695 (in Chinese) [王静, 郑凯, 李坚, 刘利松, 陈根祥, 简水生 2009 物理学报 58 7695]

    [13]

    Yan F P, Mao X Q, Wang L, Fu Y J, Wei H, Zheng K, Gong T R, Liu P, Tao P L, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 6295 (in Chinese) [延凤平, 毛向桥, 王琳, 傅永军, 魏 淮, 郑凯, 龚桃荣, 刘鹏, 陶沛琳, 简水生 2009 物理学报 58 6295]

    [14]

    Lim K S, Pua C H, Harun S W, Ahmad H 2010 Opt. Laser Technol. 42 377

  • [1] 饶云江. 长距离分布式光纤传感技术研究进展. 物理学报, 2017, 66(7): 074207. doi: 10.7498/aps.66.074207
    [2] 任广军, 张 强, 王 鹏, 姚建铨. 掺钕保偏光纤激光器的研究. 物理学报, 2007, 56(7): 3917-3923. doi: 10.7498/aps.56.3917
    [3] 姚建铨, 魏臻, 任广军. 调Q脉冲保偏光纤激光器的研究. 物理学报, 2009, 58(2): 941-945. doi: 10.7498/aps.58.941
    [4] 肖亚玲, 刘艳格, 王志, 刘晓颀, 罗明明. 基于少模光纤的全光纤熔融模式选择耦合器的设计及实验研究. 物理学报, 2015, 64(20): 204207. doi: 10.7498/aps.64.204207
    [5] 侯建平, 赵晨阳, 杨楠, 郝建苹, 赵建林. 微纳光纤端面反射特性的实验测量方法 . 物理学报, 2013, 62(14): 144216. doi: 10.7498/aps.62.144216
    [6] 余恬, 余寿绵. 光纤中的电磁对偶变换与导波的模式分析. 物理学报, 2001, 50(11): 2179-2184. doi: 10.7498/aps.50.2179
    [7] 贾振安, 傅海威, 营旭东, 宋娟, 乔学光, 丁锋, 周锐. 高精度准分布式光纤光栅地震检波解调系统的研究. 物理学报, 2011, 60(7): 074221. doi: 10.7498/aps.60.074221
    [8] 丁伟, 汪滢莹, 高寿飞, 洪奕峰, 王璞. 高性能反谐振空芯光纤导光机理与实验制作研究进展. 物理学报, 2018, 67(12): 124201. doi: 10.7498/aps.67.20180724
    [9] 余恬, 余寿绵. 索末菲球面波公式的协变形式及其在光纤理论中的应用. 物理学报, 2001, 50(6): 1097-1102. doi: 10.7498/aps.50.1097
    [10] 应康, 桂有珍, 孙延光, 程楠, 熊晓锋, 王家亮, 杨飞, 蔡海文. 200 km沙漠链路高精度光纤时频传递关键技术研究. 物理学报, 2019, 68(6): 060602. doi: 10.7498/aps.68.20182000
    [11] 王静, 张晨芳, 康泽新, 孙将, 郑斯文, 林桢, 王春灿, 简水生. 多偏振控制高双折射光纤环形镜输出特性的理论和实验研究. 物理学报, 2011, 60(12): 124215. doi: 10.7498/aps.60.124215
    [12] 段开椋, 王屹山, 王建明. 两光纤激光器相干合成的实验研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5627-5631. doi: 10.7498/aps.57.5627
    [13] 方晓惠, 胡明列, 宋有建, 谢辰, 柴路, 王清月. 多芯光子晶体光纤锁模激光器. 物理学报, 2011, 60(6): 064208. doi: 10.7498/aps.60.064208
    [14] 雷 兵, 冯 莹, 刘泽金. 利用全光纤耦合环实现三路光纤激光器的相位锁定. 物理学报, 2008, 57(10): 6419-6424. doi: 10.7498/aps.57.6419
    [15] 王静, 郑凯, 李坚, 刘利松, 陈根祥, 简水生. 基于高双折射Sagnac环的可调环形腔掺铒光纤激光器理论与实验研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7695-7701. doi: 10.7498/aps.58.7695
    [16] 张利明, 周寿桓, 赵鸿, 张昆, 郝金坪, 张大勇, 朱辰, 李尧, 王雄飞, 张浩彬. 780W全光纤窄线宽光纤激光器. 物理学报, 2014, 63(13): 134205. doi: 10.7498/aps.63.134205
    [17] 刘江, 刘晨, 师红星, 王璞. 203W全光纤全保偏结构皮秒掺铥光纤激光器. 物理学报, 2016, 65(19): 194208. doi: 10.7498/aps.65.194208
    [18] 夏情感, 肖文波, 李军华, 金鑫, 叶国敏, 吴华明, 马国红. 光纤激光器中包层功率剥离器散热性能的优化. 物理学报, 2020, 69(1): 014204. doi: 10.7498/aps.69.20191093
    [19] 蒋建, 常建华, 冯素娟, 毛庆和. 基于光纤激光器的中红外差频多波长激光产生. 物理学报, 2010, 59(11): 7892-7898. doi: 10.7498/aps.59.7892
    [20] 黄军超, 汪凌珂, 段怡菲, 黄亚峰, 刘亮, 李唐. 光纤1/f 热噪声的实验研究. 物理学报, 2019, 68(5): 054205. doi: 10.7498/aps.68.20181838
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-21
  • 修回日期:  2011-03-08
  • 刊出日期:  2012-01-05

基于二阶保偏光纤Sagnac环光纤激光器的振动检测研究

  • 1. 西北大学物理系, 西安 710069;
  • 2. 西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室, 西安 710065
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60727004, 61077060)、国家863计划(批准号: 2007AA03Z413, 2009AA06 Z203)、教育部科技创新工程重大项目(批准号: Z08119)、科技部国际科技合 作项目(批准号: 2008CR1063)、陕西省重大科技创新项目(2009ZKC01-19, 2008ZDGC-14)和西北大学研究生创新教育项目(批准号: 09YZZ53)资助的课题.

摘要: 提出了一种可用于振动检测的新型光纤光栅传感技术. 用偏振控制器和高双折射保偏光纤构建成Sagnac环, 结合掺铒光纤、单模光纤和隔离器, 形成了单波长光纤激光器, 由粘有光纤Bragg光栅的悬臂梁作为传感探头, 并利用Sagnac环本身的线性边缘, 解调振动信号. 阐述了Sagnac环原理及其产生的边缘效应, 并进行了数值模拟计算, 对振动信号进行了检测实验, 检测系统从L1到L1+L2之间对应的周期可调, 灵敏度高达38.2 W/nm, 线性度为0.9996, 动态范围在4070 dB, 可满足振动传感检测的技术参数要求.

English Abstract

参考文献 (14)

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