导读:本文包含了光纤腔论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:频移干涉,光纤腔衰荡,气体传感,浓度
光纤腔论文文献综述
杨张永[1]（2019）在《光纤腔衰荡气体传感方法的研究》一文中研究指出光纤腔衰荡传感技术因具有高稳定性和高灵敏度等优点日益受到国内外研究者的广泛关注,并在微弱气体浓度检测中得到了初步的应用。然而,实际应用中往往需要同步检测气体的成分和浓度或需要多点探测。因此,开展基于光纤腔衰荡传感技术的气体成分和浓度的同步探测以及多点检测具有十分重要的实际意义。为了降低气体传感系统的成本,本论文提出了基于频移干涉技术的光纤腔衰荡气体传感方法;为了提高气体传感系统的灵敏度,本论文还研究了自发辐射噪声对腔内放大的光纤腔衰荡气体传感特性的影响。取得的研究成果如下:1.研究了基于频移干涉技术的光纤腔衰荡气体成分和浓度的同步检测方法。实验结果表明:利用该技术与激光波长扫描法相结合,可得到目标气体因吸收而形成的损耗谱。接着利用峰值提取算法从损耗谱中提取目标气体的特征吸收波长,再将提取到的特征吸收波长与气体的标准特征吸收波长相比较,从而实现目标气体的识别。利用上述方法,本论文实现了乙炔气体的准确识别,并同步检测到了它的浓度,且灵敏度高达263.48 ppm。此外,稳定性实验结果表明:由于该传感方法采用了差分探测,传感系统的稳定性得到了较大的改善,气体浓度检测的一阶标准偏差为±0.03%,稳定性方面优于传统光纤腔衰荡气体传感系统。2.研究了基于频移干涉技术的多点光纤腔衰荡气体传感方法。推导了该传感方法的相关公式,并分析了其传感机理。在理论分析的基础上,设计了一种串联结构的多点气体传感方案,实验上实现了两个位置乙炔气体浓度的同步检测,且两个传感通道的灵敏度分别达到了289.69 ppm和508.25 ppm。研究结果表明:第二通道的灵敏度较差主要是由于第二通道的气室的插入损耗较大造成的。此外,重复性实验结果表明:该气体传感系统对1%浓度乙炔气体检测的一阶标准偏差分别为0.035%和0.059%,具有较好的稳定性。3.研究了自发辐射噪声对腔内放大的光纤腔衰荡气体传感特性的影响。推导了掺铒光纤放大器(EDFA)的自发辐射噪声对气体传感系统的腔内损耗、气体灵敏度相互影响的相关公式,并对其进行了模拟仿真。仿真结果表明:采用带通滤波器对EDFA的自发辐射噪声进行滤波,可极大的改善腔衰荡曲线的基线漂移,带通滤波器的带宽越窄,基线漂移越小,从而提高了气体浓度探测的精度和稳定度。此外,仿真结果也表明:EDFA放在气室后面与放在气室前面相比,具有更好的探测精度和稳定度。EDFA的增益越大,气体传感系统的灵敏度越高。(本文来源于《湖北工业大学》期刊2019-05-01）
范典,陈矫,吴志勇,周次明,欧艺文[2]（2019）在《基于频移干涉光纤腔衰荡技术的甲烷传感系统》一文中研究指出煤矿事故严重威胁人们的生命和财产安全,瓦斯作为煤矿事故的罪魁祸首,其主要成分是甲烷。因此,选择一种性能优良并且能够实时探测甲烷浓度的气体传感器对安全生产和检测大气环境是十分有意义的。在众多气体传感器中,光纤气体传感器由于容量大、损耗小、体积小、抗腐蚀、抗干扰能力强等优势受到学者和仪器制造商的青睐。本文对比了几种光纤气体传感器,基于光谱吸收技术的光纤气体传感器体积小、成本低、功耗小,其使用最为广泛。在光谱吸收技术的基础上,发展了一种高灵敏度的探测技术,腔衰荡CRD(Cavity Ring-Down)技术。相比于普通的光谱吸收技术,其吸收光程长,灵敏度高出3个～4个数量级,并且对光源强度稳定性要求不高。但是,为了有效、实时地探测到衰荡信号,该技术对探测器的速度要求极高。本文研究的频移干涉腔衰荡FSI-CRD(Frequency-Shifted Interferometry Cavity Ring-Down)技术,通过将腔衰荡技术结合频移干涉技术,构建了频移干涉腔衰荡甲烷传感系统,实现了衰荡信号从时间域到频域的转换,降低了对探测设备的要求,并通过实验验证了该系统可以用于甲烷气体浓度的测量。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年01期）
王芳,杨亚萍,王旭,刘玉芳[3]（2018）在《基于低增益低噪声光纤腔衰荡技术的湿度测量方法》一文中研究指出提出了一种基于腔内带有低增益低噪声掺铒光纤放大器的光纤环形腔衰荡光谱技术测量湿度的方法,并进行了实验证明.比较分析了光纤环形腔中有无掺铒光纤放大器对衰荡脉冲数量的影响.在掺铒光纤放大器中使用长度为2m的低增益和低噪声掺铒光纤来减少波形失真并补偿腔内噪声衰减.利用光纤环腔衰荡光谱技术对空气相对湿度进行测量,记录分析环形腔中光脉冲的衰减时间τ得到相对湿度的变化.结果表明:相对湿度和衰减时间τ在相对湿度30%~100%的范围内满足良好的线性关系,并且光纤环腔衰荡系统的灵敏度和线性拟合度分别为3.826 79μs/RH和0.994 77.采用腔内带有低增益低噪声掺铒光纤放大器的光纤腔衰荡技术在工业检测、环境检测以及医学诊断等领域进行湿度测量将具有良好的应用前景.(本文来源于《光子学报》期刊2018年03期）
程瑞学,芦恒,杨亚萍,王芳[4]（2018）在《基于光纤腔衰荡光谱的浓度和温度测量》一文中研究指出为了提高浓度和温度测量的灵敏度和稳定性,采用时域分析法监测光纤系统中的光损耗,研制了基于光纤环形腔衰荡光谱的传感系统。基于该系统对浓度和温度进行传感测量实验,分析了错位传感结构的参量选择,并研究了空载时腔内信号放大对脉冲强度和脉冲数量的影响。结果表明,当干涉长度L和错位量D分别为4cm和3.75μm时,干涉效果最优;脉冲强度是无腔内放大时的4倍且脉冲数量更多;当蔗糖和葡萄糖溶液浓度为0.100g/mL~0.400g/m L时,浓度灵敏度为756.51μs/(g/mL)和909.07μs/(g/mL),检测限为0.0014g/mL;当温度为30℃~200℃时,温度灵敏度为1.83μs/℃。该系统的设计和研究为浓度和温度的传感应用提供了有价值的指导。(本文来源于《激光技术》期刊2018年04期）
张鸿宇,俞立先,汪丽蓉[5]（2017）在《纳米光纤腔中腔长诱导的相干动力学》一文中研究指出研究纳米光纤腔中光与二能级原子相互作用的相干动力学,该系统具有一个独特的特性:通过控制腔长将产生超强的光与原子相互作用。为了正确描述系统的相干动力学,首先推导出适合弱、强甚至超强相互作用下的Lindblad量子主方程。在此基础上,通过数值方法讨论了原子布居数、平均光子数和二阶关联函数。由于新得到的主方程考虑了反旋波作用,发现长时动力学和二阶关联展现出与传统主方程不一样结果。(本文来源于《山西大学学报(自然科学版)》期刊2017年04期）
王磊[6]（2017）在《长光纤腔低调制频率的谐振式光纤陀螺偏振误差和锁定控制研究》一文中研究指出谐振式光纤陀螺(RFOG)的研究已经有几十年的历史,但一直以来都处于实验室研究阶段,在工程上可行的实现方案往往太过复杂而使系统显得庞大,而简单的实现方案其性能指标往往达不到实用性要求。谐振式光纤陀螺与干涉式光纤陀螺(IFOG)相比,其优点是只需要几十分之一的光纤长度即可实现相同的散粒噪声极限灵敏度,与之相关的谐振式微光陀螺(RMOG)由于能够光学集成,在系统小型化方面具有巨大潜力,因此相关课题的研究具有重要的意义和价值。在本文描述的实验平台上,通过选取合适参数的光学器件,构造出调制频率在20kHz~30kHz附近的谐振腔结构,与传统的数百kHz甚至MHz级别调制频率的结构相比,这种结构由于较窄的谐振线宽,而具有更高的散粒噪声探测灵敏度,存在一定的潜在价值。由于当前激光器线宽级别限制或相位噪声的影响,更窄的谐振线宽在当前技术机理下难以实现环路锁定,从而不具有研究的可行性。研究的内容包括:(1)给定器件参数条件下基本参数的计算和测定,包括系统白噪声影响下的实际线宽,环路特征频率和纤细度,调制解调方案相关参数等;(2)理论分析由于器件特性、器件加工以及偏振特性引入的影响Sagnac相移的各种光学噪声;(3)理论分析并实验验证环路锁定的反馈控制相关原理和参数,提出一定准则下存在最优的PI参数组合,且具有较大的鲁棒性;(4)通过高频调制的方案精确测定了谐振腔的自由谱宽。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-01-01）
田辉[7]（2015）在《基于频移干涉的光纤腔衰荡传感方法研究》一文中研究指出光纤腔衰荡光谱传感技术是将光纤传感与腔衰荡光谱技术结合,可进行多种跨学科参量传感的新技术,近几年来受到国内外研究者的重视,成为光纤传感领域的研究热点之一。但因空腔损耗大、探测设备要求高等因素,其灵敏度和系统性价比难有突破性提高,尤其在最能体现腔衰荡技术优越性的气体传感方面遇到了困难。本论文将光纤频移干涉与光纤腔衰荡两项高灵敏度技术融合,较为系统地研究了频移干涉腔衰荡(Frequency-Shifted Interferometry Cavity Ring-Down,简称FSI-CRD)传感方法,完成的主要研究内容及成果如下:(1)分析了腔衰荡传感技术在国内外的研究现状,并分别对比介绍了高反射镜腔衰荡、光纤环腔衰荡、频移干涉光纤腔衰荡传感技术各自的性能及应用优势;(2)研究了基于频移干涉的连续波空间域光纤腔衰荡传感理论,推导了空间域腔衰荡传感系统腔内损耗值的计算公式;(3)制作了基于磁流体的消逝波磁场传感探头,将其安装在衰荡腔内,并置于可调谐磁场环境下,首次实验研究了频移干涉光纤腔衰荡磁场传感方法,在线性传感区域获得传感器的分辨率为0.00105±0.00003dB/Gs,同时结合磁流体的光学特性依次分析了磁场传感器出现阈值点、线性上升区域和饱和点的原因;(4)结合频移干涉光纤腔衰荡技术和双波长差分吸收技术,提出了一种新的双波长FSI-CRD差分吸收气体传感方法,并进行了乙炔气体传感实验研究;(5)所制备的气体传感器在双波长FSI-CRD气体传感方法中的分辨率达7.8125%/dB;标准偏差相比单波长FSI-CRD气体测量降低了一个数量级,提高了系统的抗干扰能力;经过对1.0%浓度乙炔气体70分钟的实时监测,表明此时系统测量相对偏差小于±0.29%,具有很好的稳定性和重复性。经过磁场和气体两种参量的传感实验验证,本文提出的FSI-CRD磁场和气体传感系统具备监测多种跨学科参量的能力和较好的性能指标,尤其是在测量有毒有害气体(如一氧化碳、甲烷、硫化氢等)方面潜力巨大,具有十分重要的科学意义和应用价值。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2015-05-01）
江维,姜亚军,姜碧强,秦川,赵建林[8]（2014）在《基于光纤腔衰荡技术的液体挥发过程监测法》一文中研究指出提出一种基于光纤腔衰荡系统并以一小段包层腐蚀光纤作为传感头的液体挥发测量方法,同时搭建相应的实验装置进行了实验研究.从模式理论出发分析单模光纤传输模场的能量分布,并采用有限元法数值模拟光纤端面能量的分布,结果表明:包层越细的单模光纤对应越大的消光系数,即泄露出来的倏逝波能量越大,从而对外界环境更敏感,但是较细包层的单模光纤存在的损耗更大.综合分析得出腐蚀光纤的最佳直径应为26μm,最佳腐蚀长度为1cm.通过实时监测衰荡谱的衰荡时间变化,得到了30℃恒温环境下,乙醇与丙叁醇混合溶液中乙醇浓度随挥发时间的变化曲线.实验结果表明,混合溶液中乙醇的浓度随挥发时间呈单指数规律衰减,该变化规律与理论分析相符.由于液体浓度与其折射率成正比,随着乙醇的挥发,混合溶液的折射率逐渐接近光纤包层的折射率,使其对腐蚀光纤纤芯中泄漏的倏逝波能量的吸收程度逐渐增大,环腔的衰荡时间也相应逐渐减小.此外,该监测方法在常温下具有较低的温度交叉敏感性.(本文来源于《光子学报》期刊2014年02期）
赵敏利,钟东,蔡婷,范云峰,胡巍[9]（2013）在《光纤腔衰荡光谱与太赫兹波谱技术检测气体研究现状与展望》一文中研究指出气体浓度的实时在线精确测量在人类健康、生命安全、环境保护、资源有效利用及大气遥感探测技术等方面有着十分重要的意义。本文首先介绍了光纤衰荡光谱技术检测气体浓度的最新研究进展;接着分析了太赫兹波在气体浓度探测中应用的优势、可行与局限性;最后对太赫兹波腔光纤衰荡光谱技术测量气体浓度技术方法和应用前景做了展望。(本文来源于《激光杂志》期刊2013年05期）
徐鹏飞,张建辉,孟祥然,马可贞,赵宇[10]（2013）在《光纤腔动态谐振响应特性》一文中研究指出光纤环形谐振腔的动态响应特性对其传感应用具有重要影响。为了抑制动态响应,利用多光束干涉原理对其产生原因进行了分析;通过实验测试得到了动态响应的临界振荡条件,并进一步分析了光功率对该临界条件的影响,实验结果与理论分析一致。同时,针对动态响应对谐振特性的干扰问题,测试了激光器调制参数对动态响应下振荡强度的影响,为传感系统中的误差评估提供了参考依据。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2013年03期）
光纤腔论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
煤矿事故严重威胁人们的生命和财产安全,瓦斯作为煤矿事故的罪魁祸首,其主要成分是甲烷。因此,选择一种性能优良并且能够实时探测甲烷浓度的气体传感器对安全生产和检测大气环境是十分有意义的。在众多气体传感器中,光纤气体传感器由于容量大、损耗小、体积小、抗腐蚀、抗干扰能力强等优势受到学者和仪器制造商的青睐。本文对比了几种光纤气体传感器,基于光谱吸收技术的光纤气体传感器体积小、成本低、功耗小,其使用最为广泛。在光谱吸收技术的基础上,发展了一种高灵敏度的探测技术,腔衰荡CRD(Cavity Ring-Down)技术。相比于普通的光谱吸收技术,其吸收光程长,灵敏度高出3个～4个数量级,并且对光源强度稳定性要求不高。但是,为了有效、实时地探测到衰荡信号,该技术对探测器的速度要求极高。本文研究的频移干涉腔衰荡FSI-CRD(Frequency-Shifted Interferometry Cavity Ring-Down)技术,通过将腔衰荡技术结合频移干涉技术,构建了频移干涉腔衰荡甲烷传感系统,实现了衰荡信号从时间域到频域的转换,降低了对探测设备的要求,并通过实验验证了该系统可以用于甲烷气体浓度的测量。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光纤腔论文参考文献
[1].杨张永.光纤腔衰荡气体传感方法的研究[D].湖北工业大学.2019
[2].范典,陈矫,吴志勇,周次明,欧艺文.基于频移干涉光纤腔衰荡技术的甲烷传感系统[J].传感技术学报.2019
[3].王芳,杨亚萍,王旭,刘玉芳.基于低增益低噪声光纤腔衰荡技术的湿度测量方法[J].光子学报.2018
[4].程瑞学,芦恒,杨亚萍,王芳.基于光纤腔衰荡光谱的浓度和温度测量[J].激光技术.2018
[5].张鸿宇,俞立先,汪丽蓉.纳米光纤腔中腔长诱导的相干动力学[J].山西大学学报(自然科学版).2017
[6].王磊.长光纤腔低调制频率的谐振式光纤陀螺偏振误差和锁定控制研究[D].浙江大学.2017
[7].田辉.基于频移干涉的光纤腔衰荡传感方法研究[D].武汉理工大学.2015
[8].江维,姜亚军,姜碧强,秦川,赵建林.基于光纤腔衰荡技术的液体挥发过程监测法[J].光子学报.2014
[9].赵敏利,钟东,蔡婷,范云峰,胡巍.光纤腔衰荡光谱与太赫兹波谱技术检测气体研究现状与展望[J].激光杂志.2013
[10].徐鹏飞,张建辉,孟祥然,马可贞,赵宇.光纤腔动态谐振响应特性[J].红外与激光工程.2013