基于四波混频的光纤激光器传感器增敏研究

来源 :激光与光电子学进展 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuanxb2008
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提出一种基于四波混频效应的双波长光纤激光器传感器增敏方法,以提高基于保偏光纤光栅的双波长激光器传感器的灵敏度。双波长输出的波长间隔对温度、应力等外界待测量有很好的传感响应。利用四波混频效应可扩大此波长间隔。本实验中,使用3阶四波混频效应增敏方案可实现传统保偏光纤光栅激光器传感器温度灵敏度自-0.62 pm/℃至-4.32 pm/℃的提升,增敏近7倍。
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在半导体激光器实现波长转换的理论模型中引入互耦合系数, 根据改进后的波长转换模型, 得出了波长转换的误码率特性与理论模型中的互耦合系数的关系, 并进行了数值模拟和实验验证。数值模拟结果表明, 互耦合系数的大小取决于信号光和探测光功率及其波长间隔, 互耦合系数越大, 波长变换的误码率越小。理论与实验结果表明, 只有在大的信号光功率、小的探测光功率和较小波长间隔情况下, 即当互耦合系数取值较大时, 波长转换的误码率才能达到最小, 信号光功率的减小及探测光功率的偏大均会增大系统的误码率。
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为了研究激光冲击强化对钛合金性能的影响,采用波长1064 nm、脉冲能量0~6 J、脉冲宽度6~14 ns的YAG脉冲激光器对TC4钛合金试样表面进行冲击强化处理,并对其表面的显微硬度和残余应力进行了试验测试与分析。结果表明,采用脉冲能量6 J、脉冲宽度12 ns、水约束层厚度1.8 mm的激光冲击强化参数,冲击区的表面显微硬度明显增加,比处理前提高约33.5%,冲击区表面存在的残余压应力数值高达-323 MPa。试验结果表明,激光冲击强化钛合金的效果明显。
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