The identification of vibration direction is one of the key problems in the research of vibration sensors worldwide. The project proposes a new technology based on orthogonal polarimetric odd-cladding-modes monitoring in multi-mode tilted fiber Bragg grating (MM-TFBG) to achieve an orientation-recognized vector vibration measurement. The research includes the theoretical study of polarization dependence of cladding modes in MM-TFBG and their sensing characters of vibration with different orientations, and ultilzes the vector analysis method to achieve two-dimensional vector vibration measurement by using only one MM-TFBG. Meanwhile, by optimizing the grating spectrum (compress the MM-TFBG's bandwidth to several nanometers) together with high-speed code modulation technique (use VCSEL as light source), we will study the ability of multiplexing a large number of such sensors along a single fiber via wavelength-division multiplexing (WDM) and time-division multiplexing (TDM) technique. The project aims to achieve an orthogonal-polarimetric fiber-optic vector vibroscope with the desirable features including compact size, high sensitivity, orientation identifiable and multiplexing capability.
本项目针对目前国际上光纤振动传感器振动方向识别的难点问题,研究基于多模倾斜光纤光栅正交偏振奇模探测的光纤矢量振动传感技术,掌握多模倾斜光纤光栅包层模偏振激励机理与模式耦合特性,提高光纤偏振模对振动方向的感知力,利用正交偏振解调技术与矢量合成分析方法实现基于单一光纤光栅的二维振动方向识别。与此同时,通过优化光栅结构与写制工艺,压缩单个传感器占用带宽,并配合高速编码调制技术,实现传感器的波分复用与时分复用。本项目将解决光纤偏振模式振动方向识别、传感器结构优化与制作、传感器复用等关键科学和技术问题,实现一种具有自主知识产权的高灵敏度、方向可识别、可组网的光纤矢量振动传感器技术。
掌握了倾斜光纤光栅正交偏振模式调制与矢量合成技术,实现了基于单一光纤光栅的二维矢量探测,解决了振动传感器振动方向准确识别的难点问题,成功研制出“宽带可调、增益平坦、方向识别”等一系列具有自主知识产权的光纤振动、加速度、扭转等传感器,并将相关成果应用于南方电网“架空导线状态在线监测”。.1).共发表与本项目内容紧密相关的学术论文50篇,其中SCI论文22篇;.2).受邀在本领域国际权威SCI期刊发表特邀综述论文2篇;.3).申请发明专利9项,授权2项(与本项目直接相关);.4).受邀在国际会议做特邀报告9次;.5).设计研制的光纤振动传感器应用于南方电网“架空导线振动监测”;.6).指导研究生获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。
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数据更新时间:2023-05-31
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